elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Effects of anisotropy on the geometry of tracer particle trajectories in turbulent flows

Hengster, Yasmin und Lellep, Martin und Weigel, Julian und Bross, Matthew und Bosbach, Johannes und Schanz, Daniel und Schröder, Andreas und Huhn, Florian und Novara, Matteo und Paz, Daniel Garaboa und Kähler, Christian und Linkmann, Moritz (2023) Effects of anisotropy on the geometry of tracer particle trajectories in turbulent flows. [sonstige Veröffentlichung]

[img] PDF
5MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4355466

Kurzfassung

Using curvature and torsion to describe Lagrangian trajectories gives a full description of these as well as an insight into small and large time scales as temporal derivatives up to order 3 are involved. One might expect that the statistics of these properties depend on the geometry of the flow. Therefore, we calculated curvature and torsion probability density functions (PDFs) of experimental Lagrangian trajectories processed using the Shake-the-Box algorithm of turbulent von Kármán flow, Rayleigh-Bénard convection and a zero-pressuregradient boundary layer over a flat plate. The results for the von-Kármán flow compare well with experimental results for the curvature PDF and numerical simulation of homogeneous and isotropic turbulence for the torsion PDF. For the experimental Rayleigh-Bénard convection, the power law tails found agree with those measured for von-Kármán flow. Results for the logarithmic layer within the boundary layer differ slightly, we give some potential explanation below. To detect and quantify the effect of anisotropy either resulting from a mean flow or large-scale coherent motions on the geometry or tracer particle trajectories, we introduce the curvature vector. We connect its statistics with those of velocity fluctuations and demonstrate that strong large-scale motion in a given spatial direction results in meandering rather than helical trajectories.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196287/
Dokumentart:sonstige Veröffentlichung
Zusätzliche Informationen:https://service.elsevier.com/app/answers/detail/a_id/34353/supporthub/ssrn/kw/ISSN/; https://arxiv.org/abs/2302.01844; Cornnell University, arXiv physics arXiv:2302.01844;
Titel:Effects of anisotropy on the geometry of tracer particle trajectories in turbulent flows
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hengster, YasminUniversity of Edinburgh, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lellep, MartinUniversity of Edinburgh, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weigel, JulianUniversität HeidelbergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bross, MatthewUniversität der Bundeswehr MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bosbach, Johannesjohannes.bosbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1531-127X140471091
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1400-4224NICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, Andreasandreas.schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262140471092
Huhn, FlorianAS-EXVNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Novara, Matteomatteo.novara (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8975-0419NICHT SPEZIFIZIERT
Paz, Daniel GaraboaUniversity of Santiago di Compostela, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kähler, ChristianUniversität der Bundeswehr, Münchenhttps://orcid.org/0000-0001-9336-2091NICHT SPEZIFIZIERT
Linkmann, MoritzUniversity of Edinburgh, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Februar 2023
Erschienen in:arXiv physics
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.48550/arXiv.2302.01844
Seitenbereich:Seiten 1-29
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTCornell UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Turbulence, Lagrangian statistics, intermittency
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Flugzeug und Validierung
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:15 Aug 2023 13:14
Letzte Änderung:15 Aug 2023 13:14

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.