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Analysis of the influence of a sinusoidally varying periodic wall heating on the drag of turbulent pipe flow using direct numerical simulation

Dachwitz, Andre und Bauer, Christian und Wagner, Claus (2022) Analysis of the influence of a sinusoidally varying periodic wall heating on the drag of turbulent pipe flow using direct numerical simulation. In: 6th International conference on Turbulence and Interactions. 6th International conference on Turbulence and Interactions 2022, 15.-20. Mai 2022, Elba, Italien.

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Offizielle URL: https://w3.onera.fr/ti2021/home

Kurzfassung

Reliable predictions of turbulent flows with heat transfer are of great importance to many engineering applications. Several studies of turbulent pipe flow with homogeneous heating are discussed in the review article by Narasimha and Sreenivasan (1979) who reported that relaminarization in buoyancy aided pipe flows is caused by the damping of turbulent velocity fluctuations which resulted from heating. To determine the influence of sinusoidally varying temperature boundary conditions in circumferential direction φ at the wall of a straight pipe on the turbulent velocity fluctuations, we performed direct numerical simulations at a bulk Reynolds number of Reb = 4328, for a Prandtl number Pr = 0.71, a Grashoff number Gr = 9.5 · 105 and wall temperatures of Θw = sin(N · φ), N = 0, ..., 14. For an isothermal turbulent pipe flow, Wagner and Friedrich (2012) reported a mean spanwise spacing of velocity streaks in wall coordinates of λ+=120 at a wall distance of y+ = 15, which corresponds to the mean width of approximately seven streaks. Figure 1(a) shows a drop in the friction Reynolds number Reτ for N = 7 and 12, which nearly corresponds to streak spacing and half of it. Further it can be seen in Figure 1(b), streaks are longer for the isothermal case. At the conference a detailed analysis by means of instantaneous flow field observations and turbulence statistics will be presented.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191992/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Analysis of the influence of a sinusoidally varying periodic wall heating on the drag of turbulent pipe flow using direct numerical simulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dachwitz, AndreAndre.Dachwitz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, ChristianChristian.Bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1838-6194NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Mai 2022
Erschienen in:6th International conference on Turbulence and Interactions
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Turbulent pipe flow, direct numerical simulation, wall heating, drag reduction
Veranstaltungstitel:6th International conference on Turbulence and Interactions 2022
Veranstaltungsort:Elba, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:15.-20. Mai 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - NGT BIT (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Bodengebundene Fahrzeuge
Hinterlegt von: Bauer, Christian
Hinterlegt am:22 Dez 2022 10:59
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:53

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