Direct numerical simulation of a 30<i>R</i> long turbulent pipe flow at <i>R</i><sup>+</sup> = 685: large- and very large-scale motions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Fully developed incompressible turbulent pipe flow at Reynolds number ${\mathit{Re}}_{D} = 24\hspace{0.167em} 580$ (based on bulk velocity) and Kármán number ${R}^{+ } = 684. 8$ is simulated in a periodic domain with a length of $30$ pipe radii $R$ . While single-point statistics match closely with experimental measurements, questions have been raised of whether streamwise energy spectra calculated from spatial data agree with the well-known bimodal spectrum shape in premultiplied spectra produced by experiments using Taylor’s hypothesis. The simulation supports the importance of large- and very large-scale motions (VLSMs, with streamwise wavelengths exceeding $3R$ ). Wavenumber spectral analysis shows evidence of a weak peak or flat region associated with VLSMs, independent of Taylor’s hypothesis, and comparisons with experimental spectra are consistent with recent findings (del Álamo & Jiménez, J. Fluid Mech., vol. 640, 2009, pp. 5–26) that the long-wavelength streamwise velocity energy peak is overestimated when Taylor’s hypothesis is used. Yet, the spectrum behaviour retains otherwise similar properties to those documented based on experiment. The spectra also reveal the importance of motions of long streamwise length to the $uu$ energy and $uv$ Reynolds stress and support the general conclusions regarding these quantities formed using experimental measurements. Space–time correlations demonstrate that low-level correlations involving very large scales persist over $40R/ {U}_{\mathit{bulk}} $ in time and indicate that these motions convect at approximately the bulk velocity, including within the region approaching the wall. These very large streamwise motions are also observed to accelerate the flow near the wall based on force spectra, whereas smaller scales tend to decelerate the mean streamwise flow profile, in accordance with the behaviour observed in net force spectra of prior experiments. Net force spectra are resolved for the first time in the buffer layer and reveal an unexpectedly complex structure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».