Modulation of forced isotropic turbulence by an anchored droplet with near-Kolmogorov diameter and varying volatility
Notice bibliographique
Résumé
Utilizing a fan-stirred chamber and two-dimensional particle image velocimetry, we analyse the modification of homogeneous and isotropic turbulence ( $50 \leq Re_\lambda \leq 140$ , with supplementary data out to $Re_\lambda = 310$ , where $Re_\lambda$ is the longitudinal Taylor Reynolds number) induced by both a non-volatile (water) and a volatile (ethanol) isolated and anchored droplet in the range $(0.3 \leq d/\eta \leq 5.1)$ , where $d/\eta$ is the ratio of droplet diameter to the Kolmogorov length scale. The dissipation rate, $\varepsilon$ , is calculated via the corrected spatial gradient method, and the resultant fields of both turbulent kinetic energy, $k$ , and $\varepsilon$ are presented as spatial heat maps and as shell averages, ${\overline {k_{\Delta r}}}$ and ${\overline {\varepsilon _{\Delta r}}}$ , vs the radial coordinate normalized by the droplet radius, $r/R$ . The dissipation rate near the water droplet surface may exceed the corresponding unladen flow value by a factor of twenty or more. The normalized radius of recovery, $r^*$ , which designates the radial location where ${\overline {k_{\Delta r}}}$ or ${\overline {\varepsilon _{\Delta r}}}$ has returned to within 10 % of the unladen value, is reasonably expressed as $r^* \propto (d/\lambda )^{-C_2}$ in either case, where $\lambda$ is the longitudinal Taylor microscale and $C_2$ is a positive empirical fitting parameter. Recovery of ${\overline {k_{\Delta r}}}$ and ${\overline {\varepsilon _{\Delta r}}}$ may take up to 14 normalized radii when $d/\lambda$ is small. Trend line extrapolation suggests that the attenuation region becomes negligible as $d/\lambda \to 1$ . Ethanol, which evaporates up to five times faster than water, induces a much smaller dissipation spike near the surface. The mass ejection phenomenon appears to reduce the strong near-surface damping of the radial root-mean-square component. However, the radius of recovery trend for fields surrounding a volatile ethanol droplet falls directly in line with the non-volatile water droplet data for both $k$ and $\varepsilon$ , indicating that droplet vaporization has little effect on the far-field return to isotropy.
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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 ».