Experimental study of a turbulent buoyant helium plume
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Notice bibliographique
Résumé
An experimental study has been performed on the dynamics of a large turbulent buoyanthelium plume. Two-dimensional velocity fields were measured using particle image velocimetry (PIV) while helium mass fraction was determined by planar laser-induced fluorescence (PLIF). PIV and PLIF were performed simultaneously in order to obtain velocity and mass fraction data over a plane that encompassed the plume core, the near-field mixing zones and the surrounding air. The Rayleigh–Taylor instability at the base of the plume leads to the vortex that grows to dominate the flow. This process repeats in a cyclical manner. The temporally and spatially resolved data show a strong negative correlation between density and vertical velocity, as well as a strong 90° phase lag between peaks in the vertical and horizontal velocities throughout the flow field owing to large coherent structures associated with puffing of the turbulent plume. The joint velocity an mass fraction data are used to calculate Favre-averaged statistics in addition to Reynolds-(time) averaged statistics. Unexpectedly, the difference between both the Favre-averaged and Reynolds-averaged velocities and second-order turbulent statistics is less than the uncertainty in the data throughout the flow field. A simple analysis was performed to determine the expected differences between Favre and Reynolds statistics for flows with periodic fluctuations in which the density and velocity fields are perfectly correlated, but have the phase relations as suggested by the data. The analytical results agreewith the data, showing that the Favre and Reynolds statistics will be the same to lead order. The combination of observation and simple analysis suggests that for buoyancy-dominated flows in which it can be expected that density and velocity are strongly correlated,phase relations will result in only second-order differences between Favre- and Reynolds-averaged data in spite of strong fluctuations in both density and velocity.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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.
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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 découle