Yasmin, Hengster und Lellep, Martin und Weigl, Julian und Bross, Matthew und Bosbach, Johannes und Schanz, Daniel und Schröder, Andreas und Huhn, Florian und Garaboa Paz, Daniel und Kähler, Christian und Linkmann, Moritz (2023) Effects of anisotropy on the geometry of tracer particle trajectories in turbulent flows. In: European Turbulence Conference 2023 (Id441), Seiten 257-258. European Turbulence Conference 2023, 2023-09-04 - 2023-09-06, Valencia, Spain.
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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 Lagrangian trajectories obtained from experimental data using the Shake-the-Box algorithm. We analyse three datasets, turbulent von Kármán flow, Rayleigh-Bénard convection and a zero-pressure-gradient (ZPG) 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 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. To detect and quantify the effect of anisotropy either resulting from a mean flow or large-scale coherent motions on the geometry of 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. For the turbulent boundary layer, this is commensurate with the current understanding of turbulent superstructures.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/199367/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Konferenzbeitrag (Vortrag) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Effects of anisotropy on the geometry of tracer particle trajectories in turbulent flows | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | September 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | European Turbulence Conference 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 257-258 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Name der Reihe: | ETC18 Program and Book of Abstracts | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Lagrangian Particle Tracking, Thermal Convection, Turbulence | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungstitel: | European Turbulence Conference 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsort: | Valencia, Spain | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsart: | internationale Konferenz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsbeginn: | 4 September 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsende: | 6 September 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstalter : | European Mechanics Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: | 29 Nov 2023 13:27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 24 Apr 2024 20:59 |
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