Numerical study of turbulent flow over two-dimensional surface-mounted ribs in a channel

Hwang, Robert R.; Chow, Yi-Chih; Peng, Yih‐Ferng

doi:10.1002/(sici)1097-0363(19991030)31:4<767::aid-fld902>3.0.co;2-a

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“…[1][2][3][4][5][6][7] Martinuzzi and Tropea [4] investigated flow characteristics over surfacemounted ribs with 11 different aspect ratios (AR, defined as the ratio of rib width to rib height) ranging from 1 to 24. The effect of the ribs on the flow pattern was classified to be either two-dimensional (2D) or 3D depending on AR.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Flow characteristics of an offset jet over a surface mounted square rib

Nyantekyi-Kwakye

Tachie

Clark

2016

Journal of Turbulence

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A three-dimensional offset jet flow over a surface mounted square rib was investigated using particle image velocimetry at Reynolds number of 7600. The square rib was mounted at three different locations downstream of the nozzle exit. Contour and profile plots in the symmetry plane were used to investigate the effect of the rib on the mean flow distribution and turbulence statistics. Changing the rib location enhanced the mixing and entrainment characteristics of the jet thereby leading to larger wall-normal spread rates. The quadrant analysis revealed a significant contribution of all events towards the Reynolds shear stress. The joint probability density function analysis showed that the structures within the outer shear layer of the jet differed from those of boundary layers. Results from the two-point correlation analysis indicated that the introduction of a surface mounted rib modified the flow structures within the developing region. However, there was no significant structural difference between the flow with mounted rib and the no rib case within the self-similar region. The proper orthogonal decomposition was used to examine how changes in rib location modified the dynamics of the energetic modes towards the turbulent kinetic energy and Reynolds shear stress within the developing and self-similar regions.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…However, the length of the recirculation region downstream decreased with increasing rib AR. Similar conclusions were reported by Hwang et al [3].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Flow characteristics of an offset jet over a surface mounted square rib

Nyantekyi-Kwakye

Tachie

Clark

2016

Journal of Turbulence

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“…We have chosen to use the ow across a step since recirculation of a ow is a very natural situation. Applications of the study herein include 'wind engineering and many uid devices, such as weirs, gas turbines, turbo machines and combustion ducts' [18]. More motivation for the choice of this test problem is given at the beginning of Section 3.…”

mentioning

confidence: 99%

Time‐dependent flow across a step: the slip with friction boundary condition

John

Liakos

2005

Numerical Methods in Fluids

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SUMMARYThe paper studies numerically the slip with friction boundary condition in the time-dependent incompressible Navier-Stokes equations. Numerical tests on two-and three-dimensional channel ows across a step using this boundary condition on the bottom wall are performed. The in uence of the friction parameter on the ow ÿeld is studied and the results are explained according to the physics of the ow. Due to the stretching and tilting of vortices, the three-dimensional results di er in many respects from the two-dimensional ones.

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“…Nous traitons davantage de cet élément dans la section suivante où nous introduisons la notion de perméabilité qui est la propriété d'un milieu poreux à permettre un écoulement fluide à travers un réseau de canaux interconnectés les uns avec les autres [14] Derrière l'obstacle, on retrouve une région abritée caractérisée par la présence d'un champ de pression horizontal qui s'étend le long de la paroi solide sur une distance correspondant de 10 à 15 fois la hauteur de l'obstacle [1]. La distribution de la pression à la paroi derrière l'obstacle (p w ) peut être exprimée en fonction d'un coefficient de pression (C p ) caractéristique de la géométrie de l'obstacle, de la masse volumique de l'eau de mer (pj , de la vitesse du courant (U(t)) et de la pression à l'équilibre (p eq ) retrouvée au loin de l'obstacle tel que [24]:…”

Section: Avant-propos Et Remerciements IIunclassified

Simulation de la percolation induite à l'intérieur d'une glace de mer de première année sous l'effet du blocage hydrodynamique d'une quille de glace :

Gosselin¹

2010

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AVANT-PROPOS ET REMERCIEMENTSJ'ai découvert au cours de ce projet de recherche le monde complexe et fascinant de la glace de mer. J'ai eu beaucoup de plaisir à réaliser ce projet et je ne verrai plus jamais la glace de la même façon. La rédaction de mon mémoire a été le défi le plus important que j 'ai eu à relever jusqu'à maintenant et je suis très fier d'être passé au travers.Je voudrais prendre le temps de remercier tous ceux qui m'ont soutenu tout au long de mon parcours. Sans eux je n'y serais jamais arrivé. RÉSUMÉAu printemps, l'accroissement de la température de l'air et de l'irradiation solaire mènent à la réouverture et à l'expansion du réseau de canaux dans la glace de mer. Ainsi qu'illustré par l'épisode de drainage de la saumure au début de la période de fonte, l'accroissement du diamètre des canaux de saumure se traduit par une augmentation de la perméabilité de la glace permettant des éventuels écoulements poreux.Les crêtes de pression sont des obstacles de grande échelle qui font un blocage sur le courant marin et génèrent des champs de pression dans leur sillage. L'inversion des courants causée par le cycle de marée conduit à l'établissement d'un cycle semi-diurne sur le champ de pression à l'interface glace-océan aux abords des crêtes. La glace étant perméable au printemps, cela se traduit par un effet de pompage qui suggère l'existence d'un processus d'exportation nette de saumure vers l'océan. D'un point de vue thermodynamique, cela résulterait parallèlement en une exportation de chaleur latente associée à une fonte volumique de la glace. Considérant que les modèles actuels ne prennent en compte qu'une fonte de l'interface glace-océan, cette dynamique serait d'un impact significatif sur les bilans d'énergie des mers recouvertes de glace en période de fonte.Ce projet de recherche vise à explorer la dynamique des échanges poreux glace-océan aux abords des crêtes. Dans un premier temps, nous avons développé un modèle numérique d'une glace de mer poreuse soumise à un champ de pression à son interface glace-océan. Notre modèle est complètement défini par les équations différentielles de conservation de la masse, du mouvement, des sels et de la chaleur qui sont couplées via l'équation de la température de congélation de l'eau de mer. Les équations sont discrétisées sur une grille numérique rectangulaire de type Arakawa C avec un maillage homogène à pas constant et sont résolues par une méthode numérique aux volumes finis.Les résultats obtenus à partir de notre modèle nous ont permis de valider l'hypothèse d'une exportation de saumure de la glace vers l'océan dans le sillage d'une crête de pression. En outre, l'étude de la dynamique du bassin de saumure contenue dans la glace située derrière la crête montre que l'écoulement généré dans la glace est principalement orienté verticalement avec une légère composante horizontale en direction de la quille. Le processus vertical d'adaptation hydrodynamique de la saumure au cours d'un cycle de marée peut être décrit en 2 phases: une phase d'expulsion de la s...

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Numerical study of turbulent flow over two-dimensional surface-mounted ribs in a channel

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Flow characteristics of an offset jet over a surface mounted square rib

Flow characteristics of an offset jet over a surface mounted square rib

Time‐dependent flow across a step: the slip with friction boundary condition

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