Near wall coherence in wall-bounded flows and implications for flow control
Notice bibliographique
Résumé
Opposition-control of the energetic cycle of near wall streaks in wall-bounded turbulence, using numerical approaches, has shown promise for drag reduction. For practical implementation, opposition control is only realizable if there is a degree of coherence between the sensor--actuator pairs of the control system (these sensors and actuators should typically be wall-based to avoid parasitic drag). As such, we here inspect the feasibility of real-time control of the near-wall cycle, by considering the coherence between a measurable wall-quantity, being the wall-shear stress fluctuations, and the streamwise and wall-normal velocity fluctuations in a turbulent boundary layer. Synchronized spatial and temporal velocity data from numerical simulations at $Re_\tau \approx 590$ and $ 2000$ are employed. It is shown that the spectral energy of the streamwise velocity fluctuations that is stochastically incoherent with wall signals is independent of Reynolds number in the near wall region. Consequently, the streamwise energy-fraction that is stochastically wall-coherent grows with Reynolds number due to the increasing range of energetic large scales. This thus implies that a wall-based control system has the ability to manipulate a larger portion of the total turbulence energy at off-wall locations, at higher Reynolds numbers. Coherence values of 0.55 and 0.4, which are considerably lower than the maximum possible coherence 1, were found between the streamwise and wall-normal velocity fluctuations at the near wall peak in the energy spectrogram, respectively, and the streamwise fluctuating friction velocity. This suggests that a closed-loop drag reduction scheme targeting near wall cycle of streaks alone will be of limited success in practice as the Reynolds number grows.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».