L’effetto della scabrezza di parete irregolare è stato investigato utilizzando la tecnica della Large Eddy Simulation (LES) risolta. Si sono confrontati gli effetti di una scabrezza irregolare 2D e una irregolare 3D. Entrambe sono state ottenute attraverso la sovrapposizione di più funzioni sinusoidali. La scabrezza 2D è stata ottenuta replicando, su tutta la sezione trasversale del canale, l’irregolarità longitudinale, mentre la scabrezza 3D è stata realizzata sovrapponendo 4 funzioni sinusoidali sia nella direzione longitudinale che in quella trasversale. Le due configurazioni scabre sono state opportunamente scalate in modo da avere la stessa altezza media delle corrugazioni. I risultati hanno evidenziato che la scabrezza 3D causa una maggiore riduzione della velocità longitudinale rispetto al caso 2D e di conseguenza la funzione scabrezza risulta più grande nel caso di irregolarità tridimensionali. Tale risultato trova riscontro nella dipendenza tra la funzione scabrezza e la pendenza media delle oscillazioni ES. La scabrezza 3D è infatti caratterizza da un maggiore valore di ES a parità di altezza media delle oscillazioni, confermando che quest’ultimo non risulta un parametro geometrico completamente efficace per la caratterizzazione della scabrezza di parete. L’analisi delle intensità turbolente mostra che gli effetti di una rugosità irregolare sono confinati prevalentemente in una regione prossima alla parete a supporto dell’ipotesi di similarità di Townsend. L’analisi delle intensità turbolente mostra come la scabrezza riduce notevolmente l’anisotropia. Tale risultato viene chiaramente confermato anche dall’analisi della mappa degli invariati del tensore anisotropo.

Analisi dell’effetto di scabrezze irregolari 2D e 3D sui campi di moto turbolenti

DE MARCHIS, MAURO;
2012

Abstract

L’effetto della scabrezza di parete irregolare è stato investigato utilizzando la tecnica della Large Eddy Simulation (LES) risolta. Si sono confrontati gli effetti di una scabrezza irregolare 2D e una irregolare 3D. Entrambe sono state ottenute attraverso la sovrapposizione di più funzioni sinusoidali. La scabrezza 2D è stata ottenuta replicando, su tutta la sezione trasversale del canale, l’irregolarità longitudinale, mentre la scabrezza 3D è stata realizzata sovrapponendo 4 funzioni sinusoidali sia nella direzione longitudinale che in quella trasversale. Le due configurazioni scabre sono state opportunamente scalate in modo da avere la stessa altezza media delle corrugazioni. I risultati hanno evidenziato che la scabrezza 3D causa una maggiore riduzione della velocità longitudinale rispetto al caso 2D e di conseguenza la funzione scabrezza risulta più grande nel caso di irregolarità tridimensionali. Tale risultato trova riscontro nella dipendenza tra la funzione scabrezza e la pendenza media delle oscillazioni ES. La scabrezza 3D è infatti caratterizza da un maggiore valore di ES a parità di altezza media delle oscillazioni, confermando che quest’ultimo non risulta un parametro geometrico completamente efficace per la caratterizzazione della scabrezza di parete. L’analisi delle intensità turbolente mostra che gli effetti di una rugosità irregolare sono confinati prevalentemente in una regione prossima alla parete a supporto dell’ipotesi di similarità di Townsend. L’analisi delle intensità turbolente mostra come la scabrezza riduce notevolmente l’anisotropia. Tale risultato viene chiaramente confermato anche dall’analisi della mappa degli invariati del tensore anisotropo.
9788897181187
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