Back to Search Start Over

Three-dimensional analysis of precursors to non-viscous dissipation in an experimental turbulent flow

Authors :
Paul Debue
Jean-Marc Foucaut
V. Padilla
Jean-Philippe Laval
C. Wiertel
Christophe Cuvier
Bérengère Dubrulle
F. Daviaud
Valentina Valori
Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes (SPHYNX)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Laboratoire de Mécanique des Fluides de Lille – Kampé de Fériet - UMR 9014 (LMFL)
Centrale Lille-ONERA-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
ANR-16-CE06-0006,EXPLOIT,Etude expérimentale des structures dissipatives en turbulence(2016)
ANR-16-CE30-0016,ECOUTURB,Turbulence de couche limite à très grand nombre de Reynolds dans l'Hélium cryogénique normal et superfluide(2016)
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
Source :
Journal of Fluid Mechanics, Journal of Fluid Mechanics, 2021, 914, pp.A9. ⟨10.1017/jfm.2020.574⟩, Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press (CUP), 2021, 914, ⟨10.1017/jfm.2020.574⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
Cambridge University Press (CUP), 2021.

Abstract

International audience; We study the three-dimensional structure of turbulent velocity fields around extreme events of local energy transfer in the dissipative range. Velocity fields are measured by tomographic particle velocimetry at the centre of a von Kármán flow with resolution reaching the Kolmogorov scale. The characterization is performed through both direct observation and an analysis of the velocity gradient tensor invariants at the extremes. The conditional average of local energy transfer on the second and third invariants seems to be the largest in the sheet zone, but the most extreme events of local energy transfer mostly correspond to the vortex stretching topology. The direct observation of the velocity fields allows for identification of three different structures: the screw and roll vortices, and the U-turn. They may correspond to a single structure seen at different times or in different frames of reference. The extreme events of local energy transfer come along with large velocity and vorticity norms, and the structure of the vorticity field around these events agrees with previous observations of numerical works at similar Reynolds numbers.

Details

ISSN :
14697645 and 00221120
Volume :
914
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Fluid Mechanics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....940878ffee2f122f28e08d0aefdaea58