Local flow topology of a polymer-laden turbulent boundary layer
Notice bibliographique
Résumé
Fine-scale flow motions are measured in a Newtonian and polymer drag-reduced turbulent boundary layer (TBL) at a common momentum thickness Reynolds number $Re_{\theta }$ of 2300. Relative to the Newtonian TBL, the polymer-laden flow has a 33 % lower skin-friction coefficient. Three-dimensional (3-D) particle tracking velocimetry is used to measure the components of the velocity gradient tensor (VGT), rate of deformation tensor (RDT) and rate of rotation tensor (RRT). The invariants in these tensors are then used to distinguish the different types of fine-scale flow motions – a method called the $\varDelta$ -criterion. Joint probability density functions (j.p.d.f.s) of the VGT invariants, $Q$ and $R$ , for the Newtonian TBL produce the familiar tear-drop pattern, commonly seen in direct numerical simulations of Newtonian turbulence. Relative to the Newtonian TBL, the polymer-laden flow has significantly attenuated values of $R$ , implying an overall reduction in fluid stretching. The invariants in the RDT, $Q_D$ and $R_D$ , imply that straining motions of the polymeric flow are more two dimensional compared with the Newtonian flow. Moreover, j.p.d.f.s of $Q_D$ and the invariant in the RRT $Q_W$ , suggest that the flow consists of fewer biaxial extensional events and more shear-dominated flow. Few, if any, experimental investigations have measured the 3-D structure of fine-scale motions in a Newtonian and polymer drag-reduced TBL using the $\varDelta$ -criterion. We provide the first experimental evidence that supports the notion that an attenuation of fluid stretching, particularly biaxial straining motions, is central to the mechanism of polymer drag reduction.
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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 ».