{en_GB=Structure of the Turbulent/non-turbulent interface at high Reynolds numbers: the velocity and scalar fields} {} EVALUATED

Detalhes: {pt= As regras de escala da interface turbulenta/não-turbulenta (TNTI) foram obtidas recorrendo a simulações directas numéricas (DNS) de jactos planos turbulentos (PJET) e turbulência sem corte (SFT), para um número de Reynolds baseado na escala de Taylor a variar entre 142 e 371. Para valores superiores a 200, as espessuras da TNTI bem como das suas sub-camadas, sub-camada viscosa (VSL) e sub-camada turbulenta ou inercial (TSL) escalam com a micro-escala de Kolmogorov. Sendo que a constante de escala depende directamente da camada bem como do tipo de escoamento. Uma análise em detalhe demonstra que embora a VSL seja sempre da ordem de Kolmogorov variando entre 3 e 6, a TSL e a TNTI são, geralmente, da ordem de 10 Kolmogorov, sendo que os valores para PJET são ligeiramente superiores aos obtidos em SFT. A dinâmica do escalar passivo, na proximidade de uma interface turbulenta / não turbulenta (TNTI), foi analisada através de simulações numéricas diretas (DNS) com um Reynolds a variar entre 142 e 246, e o número de Schmidt entre 0.07 e 7. Foi possível observar, recorrendo a estatísticas condicionais, que nas imediações da TNTI o pico do gradiente do escalar se torna mais agudo à medida que Schmidt aumenta e que, para baixos/moderados Schmidt, uma sub-camada difusiva emerge na TNTI onde a difusão é dominante, enquanto que a produção é insignificante. Para baixos Schmidt o crescimento da frente turbulenta é comandado pela difusão molecular tornado negligível a convecção do campo. , en=The scaling of the turbulent/non-turbulent interface (TNTI), at high Reynolds numbers, was established using direct numerical simulations (DNS) of turbulent planar jets (PJET) and shear free turbulence (SFT), with Reynolds numbers ranging from 142 until 371. For values greater than 200, the thickness of TNTI as that of its two sublayers - the viscous superlayer (VSL) and turbulent sublayer (TSL) - all scale with the Kolmogorov micro-scale, while the particular scaling constant depends on the sublayer and flow type. Specifically, while the VSL is always of the order of Kolmogorov, ranging from 3 to 6, the TSL and the TNTI are typically of the order of 10 Kolmogorov, with slightly higher values for PJET than for SFT. The dynamics of a passive scalar field near a turbulent/non-turbulent interface (TNTI) is analysed through direct numerical simulations (DNS) of turbulent planar jets, with Reynolds numbers ranging from 142 until 246, and Schmidt numbers from 0.07 to 7. The steepness of the scalar gradient, as observed from conditional profiles near the TNTI, increases with the Schmidt number. Conditional scalar gradient budgets show that for low and moderate Schmidt numbers a diffusive superlayer emerges at the TNTI.}

Discussão: outubro 26, 2016, 17:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Tiago Filipe Santos Silva (ist172979)

ORIENTADOR

Carlos Frederico Neves Bettencourt da Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar