Coherent and turbulent processes in the bistable regime around a tandem of cylinders including reattached flow dynamics by means of high-speed PIV

Autor: Mehdi Elhimer, Yannick Hoarau, Moise Marchal, Sébastien Cazin, G. Harran, Marianna Braza
Přispěvatelé: Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Ecole Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg - ENGEES (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg - INSA (FRANCE), Université de Strasbourg - UNISTRA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Journal of Fluids and Structures
Journal of Fluids and Structures, 2016, 60, pp.62-79. ⟨10.1016/j.jfluidstructs.2015.10.008⟩
Journal of Fluids and Structures, Elsevier, 2016, 60, pp.62-79. ⟨10.1016/j.jfluidstructs.2015.10.008⟩
ISSN: 0889-9746
1095-8622
Popis: The turbulent flow around two cylinders in tandem at the sub-critical Reynolds number range of order of 105 and pitch to diameter ratio of 3.7 is investigated by using time-resolved Particle Image Velocimetry (TRPIV) of 1 kHz and 8 kHz. The bi-stable flow regimes including a flow pattern I with a strong vortex shedding past the upstream and the downstream cylinder, as well as a flow pattern II corresponding to a weak alternating vortex shedding with reattachment past the upstream cylinder are investigated. The structure of this “reattachment regime” has been analyzed in association with the vortex dynamics past the downstream cylinder, by means of POD and phase-average decomposition. These elements allowed interconnection among all the measured PIV planes and hence analysis of the reattachment structure and the flow dynamics past both cylinders. The results highlight fundamental differences of the flow structure and dynamics around each cylinder and provide the ‘gap’ flow nature between the cylinders. Thanks to a high-speed camera of 8 kHz, the shear-layer vortices tracking has been possible downstream of the separation point and the quantification of their shedding frequency at the present high Reynolds number range has been achieved. This issue is important regarding fluid instabilities involved in the fluid–structure interaction of cylinder arrays in nuclear reactor systems, as well as acoustic noise generated from the tandem cylinders of a landing gear in aeronautics.
Databáze: OpenAIRE
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