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Large-Eddy Simulation of Homogeneous Turbulence and Diffusion in Stably Stratified Shear Flow

Kaltenbach, H.-J. und Gerz, T. und Schumann, U. (1994) Large-Eddy Simulation of Homogeneous Turbulence and Diffusion in Stably Stratified Shear Flow. Journal of Fluid Mechanics, 280, Seiten 1-40. doi: 10.1017/S0022112094002831.

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Offizielle URL: http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?aid=353534

Kurzfassung

By means of large-eddy simulation, homogeneous turbulence is simulated for neutrally and stably stratified shear flow at gradient-Richardson numbers between zero and one. We investigate the turbulent transport of three passive species which have uniform gradients in either the vertical, downstream or cross-stream direction. The results are compared with previous measurements in the laboratory and in the stable atmospheric boundary layer, as well as with results from direct numerical simulations. The computed and measured flow properties agree with each other generally within the scatter of the measurements. At strong stratification, the Froude number becomes the relevant flow-controlling parameter. Stable stratification suppresses vertical overturning and mixing when the inverse Froude number based on a turn-over timescale exceeds a critical value of about 3. The turbulent diffusivity tensor is strongly anisotropic and asymmetric. However, only the vertical and the cross-stream diagonal components are of practical importance in shear flows. The vertical diffusion coefficient is much smaller than the cross-stream one at strong stratification. This anisotropy is stronger than predicted by second-order closure models. Turbulence fluxes in downstream and cross-stream directions follow classical mixing-length models.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/31863/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Large-Eddy Simulation of Homogeneous Turbulence and Diffusion in Stably Stratified Shear Flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kaltenbach, H.-J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerz, T.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumann, U.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1994
Erschienen in:Journal of Fluid Mechanics
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:280
DOI:10.1017/S0022112094002831
Seitenbereich:Seiten 1-40
Status:veröffentlicht
Stichwörter:stratification, shear, turbulence
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:L VU - Luftverkehr und Umwelt (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L VU - Luftverkehr und Umwelt
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Schadstoffarmer Luftverkehr (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: DLR-Beauftragter, elib
Hinterlegt am:02 Apr 2006
Letzte Änderung:31 Jul 2019 19:17

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