Revisiting the quest for a universal log-law and the role of pressure gradient in "canonical" wall-bounded turbulent flows
Notice bibliographique
Résumé
The trinity of so-called "canonical" wall-bounded turbulent flows, comprising the zero pressure gradient turbulent boundary layer, abbreviated ZPG TBL, turbulent pipe flow and channel/duct flows has continued to receive intense attention as new and more reliable experimental data have become available. Nevertheless, the debate on whether the logarithmic part of the mean velocity profile, in particular the Kármán constant $κ$, is identical for these three canonical flows or flow-dependent is still ongoing. In this paper, which expands upon Monkewitz and Nagib (24th ICTAM Conf., Montreal, 2016), the asymptotic matching requirement of equal $κ$ in the log-law and in the expression for the centerline/free-stream velocity is reiterated and shown to preclude a single universal log-law in the three canonical flows or at least make it very unlikely. The current re-analysis of high quality mean velocity profiles in ZPG TBL's, the Princeton "Superpipe" and in channels and ducts leads to a coherent description of (almost) all seemingly contradictory data interpretations in terms of TWO logarithmic regions in pipes and channels: A universal interior, near-wall logarithmic region with the same parameters as in the ZPG TBL, in particular $κ_{\mathrm{wall}} \cong 0.384$, but only extending from around $150$ to around $10^3$ wall units, and shrinking with increasing pressure gradient, followed by an exterior logarithmic region with a flow specific $κ$ matching the logarithmic slope of the respective free-stream or centerline velocity. The log-law parameters of the exterior logarithmic region in channels and pipes are shown to depend monotonically on the pressure gradient.
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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 | 0,002 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,009 |
| Communication savante | 0,004 | 0,009 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».