实验均匀各向同性湍流中的拉格朗日流动统计

我们报告了来自实验测量的均匀各向同性湍流的拉格朗日流动统计。研究的对象是由12个驱动器在正八面体体积内驱动的流动。考虑了7种不同的 impeller 旋转速度， resulting in 7 个不同的拉格朗日数，范围为 $205 \leq \text{Re}_\lambda \leq 602$。我们使用3台高速相机进行高速成像，记录总计 $8.2\times10^6$ 帧，并利用高分辨率的三维粒子跟踪测速获得粒子轨迹的位置、速度和加速度，这些粒子轨迹位于装置中心的附近。在这些轨迹基础上，我们获得了欧拉和拉格朗日流动统计数据，主要基于二阶结构函数和自相关函数。确定了普适常数 $C_0^*$（用于拉格朗日二阶结构函数）、$C_\varepsilon$（用于能量注入率）以及 $a_0$（用于加速度波动），并确定了所有相关的拉格朗日和欧拉流动时间尺度。实验验证了这些常数和时间尺度之间的解析关系。