半径比 $\eta=0.5$ 的 Taylor-Couette 湍流：标度、流动结构与羽流
流体动力学
2016-08-24 v1
摘要
利用高分辨率粒子图像测速技术，我们测量了半径比为 0.5 且 Taylor 数高达 时 Taylor-Couette 流动的速度剖面、风 Reynolds 数以及湍流羽流的特征。由于该 装置存在强烈曲率，提取的角速度剖面比方位角速度剖面更符合对数律。风 Reynolds 数随 Taylor 数的标度与经典湍流区理论预测的 3/7 标度一致，这比已被充分研究的 情形要显著得多，后者的终极区在更低的 Ta 数下即已出现。通过在不同轴向位置进行测量，发现在反向旋转时存在滚筒结构，而在纯内圆柱旋转时未观察到清晰的相干结构。此外，还研究了来自内圆柱和外圆柱的湍流羽流。对于纯内圆柱旋转，径向速度中的羽流远离内圆柱移动，而方位角速度中的羽流主要远离外圆柱移动。对于反向旋转，滚筒结构中的平均径向流动强烈影响湍流羽流的方向与强度。此外，实验证实了在羽流发射区域，会产生具有对数特征的边界层剖面。
引用
@article{arxiv.1508.05802,
title = {Taylor-Couette turbulence at radius ratio $\eta=0.5$: scaling, flow structures and plumes},
author = {Roeland C. A. van der Veen and Sander G. Huisman and Sebastian Merbold and Uwe Harlander and Christoph Egbers and Detlef Lohse and Chao Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.05802},
year = {2016}
}