Pressure and kinetic energy transport across the cavity mouth in resonating cavities

Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Pressure and kinetic energy transport across the cavity mouth in resonating cavities
Autori: Bailey P.; Abba' A.; Tordella D.
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: PHYSICAL REVIEW E, STATISTICAL, NONLINEAR, AND SOFT MATTER PHYSICS
Tipo di referee: Esperti anonimi
Editore: APS The American Physical Society
Volume: Phys. Rev. E 87, 013013
Numero: 013013
Intervallo pagine: 013013-1-013013-11
Numero di pagine: 11
ISSN: 1539-3755
Abstract: Basic properties of the incompressible fluid motion in a rectangular cavity located along one wall of a plane channel are considered. For Mach numbers of the order of 1 × 10−3 and using the incompressible formulation, we look for observable properties that can be associated with acoustic emission, which is normally observed in this kind of flow beyond a critical value of Reynolds number. The focus is put on the energy dynamics, in particular on the accumulation of energy in the cavity which takes place in the form of pressure and kinetic energy. By increasing the external forcing, we observe that the pressure flow into the cavity increases very rapidly, then peaks. However, the flow of kinetic energy, which is many orders of magnitude lower than that of the pressure, slowly but continuously grows. This leads to the pressure-kinetic energy flows ratio reaching an asymptotic state around the value 1000 for the channel bulk speed Reynolds number. It is interesting to note that beyond this threshold when the channel flow is highly unsteady—a sort of coarse turbulent flow—a sequence of high and low pressure spots is seen to depart from the downward cavity step in the statistically averaged field. The set of spots forms a steady spatial structure, a sort of damped standing wave stretching along the spanwise direction. The line joining the centers of the spots has an inclination similar to the normal to the fronts of density or pressure waves, which are observed to propagate from the downstream cavity edge in compressible cavity flows (at Mach numbers of 1 × 102 to 1 × 103, larger than those considered here). The wavelength of the standing wave is of the order of 1/8 the cavity depth and observed at the channel bulk Reynolds number, Re ∼ 2900. In this condition, the measure of the maximum pressure differences in the cavity field shows values of the order of 1 × 10−1 Pa.We interpret the presence of this sort of wave as the fingerprint of the noise emission spots which could be observed in simulations where the full compressible formulation is used. The flow is studied by means of a sequence of direct numerical simulations in the Reynolds number range 25-2900. This allows the study to span across the steady laminar regime up to a first coarse turbulent regime. These results are confirmed by the good agreement with a set of laboratory results obtained at a Reynolds number one order of magnitude larger in a different cavity geometry [M. Gharib and A. Roshko, J. Fluid Mech. 177, 501 (1987)]. This leaves room for a certain degree of qualitative universality to be associated with the present findings. DOI: 10.1103/PhysRevE.87.013013
Data: 2013
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: 47.27.wj, 47.27.ek, pacs numbers: 47.15.rq
Dipartimenti (originale): DIMEAS - Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale
Dipartimenti: DIMEAS - Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale
URL correlate:
Area disciplinare: Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > FLUIDODINAMICA
Data di deposito: 25 Ott 2010 11:21
Data ultima modifica (IRIS): 09 Mag 2016 10:09:05
Data inserimento (PORTO): 29 Set 2016 04:34
Numero Identificativo (DOI): 10.1103/PhysRevE.87.013013
Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2375319
Link resolver URL: Link resolver link
Citazioni:

Il campo presenta il numero di citazioni presenti sulle banche dati Scopus e Web of Science e permette di accedere ai relativi record. Visualizza inoltre il link al record presente su Google Scholar.

Possono verificarsi discrepanze rispetto ai dati presenti sulle banche dati per i seguenti motivi:

  • Differenze tra i dati riportati su IRIS e quelli presenti nelle banche dati.
  • Il numero di citazioni riportate su PORTO viene estratto mensilmente. Il dato citazionale presente sulle singole banche dati è aggiornato in tempo reale
  • Il numero di citazioni per WoS viene calcolato sulla base delle collezioni in abbonamento (Science citation index Expanded e Conference Proceedings Citation Index)

Per informazioni o segnalazioni contattare scrivia/porto

+
-

Allegati

[img]
Preview
PDF (suppl_mat_1.pdf) - Altro
Accesso al documento: Visibile (Ad accesso aperto)
Licenza: Pubblico - Tutti i diritti riservati.

Download (1335Kb (1367246 bytes)) | Preview
[img]
Preview
PDF (PhysRevE.87.019905.pdf) - Altro
Accesso al documento: Visibile (Ad accesso aperto)
Licenza: Pubblico - Tutti i diritti riservati.

Download (29Kb (30181 bytes)) | Preview
[img]
Preview
PDF (PhysRevE.87.013013_4.pdf) - Postprint
Accesso al documento: Visibile (Ad accesso aperto)
Licenza: Pubblico - Tutti i diritti riservati.

Download (2485Kb (2545663 bytes)) | Preview

Azioni (richiesto il login)

Visualizza il documento (riservato amministratori) Visualizza il documento (riservato amministratori)

Statistiche sul Download degli allegati

Altre statistiche su questa pubblicazione...