An algebraic model for nonisotropic turbulent dissipation rate in Reynolds stress closures

Ungefär samtidigt som min första artikel publicerades i JFM så skickade vi in vad som skulle komma att bli artikel nummer två: “An algebraic model for nonisotropic turbulent dissipation rate in Reynolds stress closures”.

Fler experiment hade utförts i vår lilla vindtunnel i källaren på “propellerhuset” på KTH (numera huset med en von Kárman-virvelgata på väggen). Vi hade gett oss på att mäta anisotropin (skillnaden i olika riktningar) i dissipationstermen (“friktionstermen” där rörelsen i turbulensen förvandlas till värme) i en viss typ av modeller av de styrande ekvationerna för turbulensen.

För ändamålet hade vi konstruerat en särskilt fiffig varmtrådssond. Enär det är svårt att mäta dissipationen även i en enkel strömning så hade vi också börjat titta på så kallade direktnumeriska simuleringar (DNS) av turbulensen. Fördelen med DNS är att du inte behöver modellera någonting utan kan angripa de exakta ekvationerna för strömningen. Nackdelen med DNS är att beräkningarna havererar vid höga Reynolds tal (alla vanliga verkliga strömningar har höga, jättehöga eller ännu högre Reynolds tal).

Hur som helst visade experiment och simuleringar att, i motsats till vad nästan alla alltid hade antagit, dissipationen var anisotrop och vad värre var så påverkade detta strömningen på ett sätt som alla på den tiden vanliga modeller inte hade en chans att beskriva. Vi hittade alltså på en ny, och måste jag säga, bättre modell som tog hänsyn inte bara till anisotropin utan också till fundamentala fysikaliska (energi är alltid en positivt storhet) och matematiska (korrekt uppförande i vissa gränser) villkor. Dessutom var modellen snygg och lätt att förstå och använda.

För den som gillar tensoranalys, Fourieranalys och Taylorutvecklingar rekommenderas artikeln som finns här till läsning.

BTW, som författare har jag rätt att sprida artikeln men jag måste bifoga följande text från förlaget:

Copyright (1990) American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physics.

The following article appeared in Physics of Fluids A and may be found at http://pof.aip.org/pfadeb/v2/i10/p1859_s1?isAuthorized=no.

Bloggar etiketter: arbetsrelaterat, FoU, fredagskul, strömningsmekanik, turbulens