Outer scales and parameters of adverse-pressure-gradient turbulent boundary layers
Notice bibliographique
Résumé
A clear and consistent framework for the analysis of the outer region of adverse-pressure-gradient turbulent boundary layers is established in this paper based on basic principles and theory, and the help of six adverse-pressure-gradient turbulent boundary layer databases and a zero-pressure-gradient one. Outer velocity and length scales for the mean velocity defect and the Reynolds stresses are discussed first. The conditions of validity of four velocity scales are determined in terms of the shape factor, since one scale is restricted to small velocity-defect boundary layers (the friction velocity $u_{\unicode[STIX]{x1D70F}}$ ), one to large-defect ones (the pressure-gradient velocity $U_{po}$ ), while the two others are proper scales for all velocity-defect conditions (the Zagarola–Smits velocity $U_{zs}$ and the mixing-layer-type velocity $U_{m}$ ). The turbulent boundary layer equations are then used to bring out, in a consistent manner and without assuming any self-similar behaviour, a set of non-dimensional parameters characterizing the outer region of turbulent boundary layers with arbitrary pressure gradients. In terms of a generic outer length scale $L_{o}$ and velocity scale $U_{o}$ , these non-dimensional parameters are the pressure-gradient parameter $\unicode[STIX]{x1D6FD}_{o}=L_{o}/(\unicode[STIX]{x1D70C}U_{o}^{2})\,\text{d}p_{e}/\text{d}x$ , the Reynolds number $Re_{o}=U_{o}L_{o}/\unicode[STIX]{x1D708}(U_{o}/U_{e})$ and the inertial parameter $\unicode[STIX]{x1D6FC}_{o}=U_{e}V_{e}/U_{o}^{2}$ , where $U_{e}$ and $V_{e}$ are respectively the streamwise and wall-normal components of mean velocity at the boundary layer edge. These parameters have a clear physical meaning: they are ratios of the order of magnitude of forces, with the Reynolds shear stress gradient (apparent turbulent force) as the reference force – inertial to apparent turbulent forces for $\unicode[STIX]{x1D6FC}_{o}$ , pressure to apparent turbulent forces for $\unicode[STIX]{x1D6FD}_{o}$ and apparent turbulent to viscous forces for $Re_{o}$ . We discuss at length their significance and determine under what conditions they retain their meaning depending on the outer velocity scale that is considered. The seven boundary layer databases are analysed and compared using the established framework. An astonishing and impressive result is obtained: by choosing $U_{o}=U_{zs}$ , the streamwise evolution of the three ratios of forces in the outer region can be accurately followed with $\unicode[STIX]{x1D6FD}_{zs}$ , $\unicode[STIX]{x1D6FC}_{zs}$ and $Re_{zs}$ in all these flows – not just the order of magnitude of these ratios. This cannot be achieved with $u_{\unicode[STIX]{x1D70F}}$ and $U_{po}$ , and only imperfectly with $U_{m}$ . Consequently, $\unicode[STIX]{x1D6FD}_{zs}$ , $\unicode[STIX]{x1D6FC}_{zs}$ and $Re_{zs}$ can be used to follow – in a global sense – the streamwise evolution of the streamwise mean momentum balance in the outer region.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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.
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 tête enseignante, 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 ».