Finite-Péclet-number effects on the scaling exponents of high-order passive scalar structure functions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The effect of scalar-field (temperature) boundary conditions on the inertial-convective-range scaling exponents of the high-order passive scalar structure functions is studied in the turbulent, heated wake downstream of a circular cylinder. The temperature field is generated two ways: using (i) a heating element embedded within the cylinder that generates the hydrodynamic wake (thus creating a heated cylinder) and (ii) a mandoline (an array of fine, heated wires) installed downstream of the cylinder. The hydrodynamic field is independent of the scalar-field boundary conditions/injection methods, and the same in both flows. Using the two heat injection mechanisms outlined above, the inertial-convective-range scaling exponents of the high-order passive scalar structure functions were measured. It is observed that the different scalar-field boundary conditions yield significantly different scaling exponents (with the magnitude of the difference increasing with structure function order). Moreover, the exponents obtained from the mandoline experiment are smaller than the analogous exponents from the heated cylinder experiment (both of which exhibit a significant departure from the Kolmogorov prediction). Since the observed deviation from the Kolmogorov $n/ 3$ prediction arises due to the effects of internal intermittency, the typical interpretation of this result would be that the scalar field downstream of the mandoline is more internally intermittent than that generated by the heated cylinder. However, additional measures of internal intermittency (namely the inertial-convective-range scaling exponents of the mixed, sixth-order, velocity–temperature structure functions and the non-centred autocorrelations of the dissipation rate of scalar variance) suggest that both scalar fields possess similar levels of internal intermittency – a distinctly different conclusion. Examination of the normalized high-order moments reveals that the smaller scaling exponents (of the high-order passive scalar structure functions) obtained for the mandoline experiment arise due to the smaller thermal integral length scale of the flow (i.e. the narrower inertial-convective subrange) and are not solely the result of a more intermittent scalar field. The difference in the passive scalar structure function scaling exponents can therefore be interpreted as an artifact of the different, finite Péclet numbers of the flows under consideration – an effect that is notably less prominent in the other measures of internal intermittency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| 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 | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».