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

Excitation of vortex meandering in shear flow

Schröttle, Josef und Dörnbrack, Andreas und Schumann, Ulrich (2015) Excitation of vortex meandering in shear flow. Fluid Dynamics Research, 47 (3), Seiten 1-17. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/0169-5983/47/3/035508. ISSN 0169-5983.

[img] PDF
1MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1088/0169-5983/47/3/035508

Kurzfassung

This paper investigates the evolution of a streamwise aligned columnar vortex with vorticity ω in an axial background shear of magnitude Ω by means of linear stability analysis and numerical simulations. A long wave mode of vorticity normal to the plane spanned by the background shear vector Ω and the vorticity of the vortex are excited by an instability. The stationary wave modes of the vertical and lateral vorticity are amplified. In order to form a helical vortex, the lateral and vertical vorticity can be phase shifted by half a wavelength. The linear and nonlinear evolutions of the vortex in the shear flow are studied numerically. Linearized simulations confirm the results of the stability analysis. The nonlinear simulations reveal further evolution of the helix in the shear flow. The linearly excited mode persists in co-existence with evolving smaller scale instabilities until the flow becomes fully turbulent at the time of O(100 Ω−1). Turbulent mixing dampens the amplifying mode. The described phenomenon of vortex meandering may serve as an alternative explanation for the excitation of wind turbine wake meandering in the atmospheric boundary layer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/96171/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Excitation of vortex meandering in shear flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schröttle, JosefDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dörnbrack, AndreasDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumann, UlrichDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2015
Erschienen in:Fluid Dynamics Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:47
DOI:10.1088/0169-5983/47/3/035508
Seitenbereich:Seiten 1-17
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:0169-5983
Status:veröffentlicht
Stichwörter:atmospheric boundary layer, wind energy, wake vortex, meandering
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Windenergie (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Ziegele, Brigitte
Hinterlegt am:05 Mai 2015 15:45
Letzte Änderung:28 Nov 2023 09:22

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.