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Erschienen in: Experiments in Fluids 4/2008

01.04.2008 | Research Article

Experimental observation using particle image velocimetry of inertial waves in a rotating fluid

verfasst von: Laura Messio, Cyprien Morize, Marc Rabaud, Frédéric Moisy

Erschienen in: Experiments in Fluids | Ausgabe 4/2008

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Abstract

Inertial waves generated by a small oscillating disk in a rotating water filled cylinder are observed by means of a corotating particle image velocimetry system. The wave takes place in a stationary conical wavepacket, whose angle aperture depends on the oscillation frequency. Direct visualisation of the velocity and vorticity fields in a plane normal to the rotation axis are presented. The characteristic wavelength is found to be approximately equal to the disk diameter. The classical dispersion relation for plane waves is verified from the radial location of the wavepacket, and from the ellipticity of the projected velocity diagram.

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Fußnoten
1
DaVis software, by LaVision GmbH, Anna-Vandenhoeck-Ring 19, 37081 Göttingen, Germany, complemented with the PIVMat toolbox for Matlab, http://​www.​fast.​u-psud.​fr/​pivmat.
 
2
Animations of vorticity fields are available at the URL http://​www.​fast.​u-psud.​fr/​inertialwaves.
 
Literatur
Zurück zum Zitat Greenspan H (1968) The theory of rotating fluids. Cambridge University Press, London Greenspan H (1968) The theory of rotating fluids. Cambridge University Press, London
Zurück zum Zitat Pedlosky J (1987) Geophysical fluid dynamics. Springer, Heidelberg Pedlosky J (1987) Geophysical fluid dynamics. Springer, Heidelberg
Zurück zum Zitat Cushman-Roisin B (1994) Introduction to geophysical fluid dynamics. Prentice-Hall, Englewood Cliffs Cushman-Roisin B (1994) Introduction to geophysical fluid dynamics. Prentice-Hall, Englewood Cliffs
Zurück zum Zitat Lighthill J (1978) Waves in fluids. Cambridge University Press, London Lighthill J (1978) Waves in fluids. Cambridge University Press, London
Zurück zum Zitat Aldridge KD, Lumb L (1987) Inertial waves identified in the earth’s fluid core. Nature 325:421423CrossRef Aldridge KD, Lumb L (1987) Inertial waves identified in the earth’s fluid core. Nature 325:421423CrossRef
Zurück zum Zitat Oser H (1958) Experimentelle Untersuchung über harmonische Schwingungen in rotierenden Flüssigkeiten. Z Angew Meth Mech 38(9/10):386–391MATHCrossRef Oser H (1958) Experimentelle Untersuchung über harmonische Schwingungen in rotierenden Flüssigkeiten. Z Angew Meth Mech 38(9/10):386–391MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Fultz D (1959) A note on overstability and the elastoid-inertia oscillations of Kelvin, Soldberg, and Bjerknes. J Meteorol 16:199–207CrossRef Fultz D (1959) A note on overstability and the elastoid-inertia oscillations of Kelvin, Soldberg, and Bjerknes. J Meteorol 16:199–207CrossRef
Zurück zum Zitat McEwan AD (1970) Inertial oscillations in a rotating fluid cylinder. J Fluid Mech 40:603–639CrossRef McEwan AD (1970) Inertial oscillations in a rotating fluid cylinder. J Fluid Mech 40:603–639CrossRef
Zurück zum Zitat Ito T, Suematsu Y, Hayase T, Nakahama T (1984) Experiments on the elastoid-inertia oscillations of a rigidly rotating fluid in a cylindrical vessel. Bull JSME 27(225):458–467 Ito T, Suematsu Y, Hayase T, Nakahama T (1984) Experiments on the elastoid-inertia oscillations of a rigidly rotating fluid in a cylindrical vessel. Bull JSME 27(225):458–467
Zurück zum Zitat Manasseh R (1996) Nonlinear behaviour of contained inertia waves. J Fluid Mech 315:151–173CrossRef Manasseh R (1996) Nonlinear behaviour of contained inertia waves. J Fluid Mech 315:151–173CrossRef
Zurück zum Zitat Beardsley RC (1970) An experimental study of inertial waves in a closed cone. Stud Appl Math XLIX(2):187–196 Beardsley RC (1970) An experimental study of inertial waves in a closed cone. Stud Appl Math XLIX(2):187–196
Zurück zum Zitat Malkus WVR (1968) Precession of the earth as the cause of geomagnetism. Science 160:259264CrossRef Malkus WVR (1968) Precession of the earth as the cause of geomagnetism. Science 160:259264CrossRef
Zurück zum Zitat Maas LRM (2001) Wave focusing and ensuing mean flow due to symmetry breaking in rotating fluids. J Fluid Mech 437:13–28MATHCrossRef Maas LRM (2001) Wave focusing and ensuing mean flow due to symmetry breaking in rotating fluids. J Fluid Mech 437:13–28MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Manders AMM, Maas LRM (2003) Observations of inertial waves in a rectangular basin with one sloping boundary. J Fluid Mech 493:59–88MATHCrossRefMathSciNet Manders AMM, Maas LRM (2003) Observations of inertial waves in a rectangular basin with one sloping boundary. J Fluid Mech 493:59–88MATHCrossRefMathSciNet
Zurück zum Zitat Godeferd FS, Lollini L (1999) Direct numerical simulations of turbulence with confinement and rotation. J Fluid Mech 393:257–308MATHCrossRef Godeferd FS, Lollini L (1999) Direct numerical simulations of turbulence with confinement and rotation. J Fluid Mech 393:257–308MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Morize C, Moisy F, Rabaud M (2005) Decaying grid-generated turbulence in a rotating tank. Phys Fluids 17:095105CrossRef Morize C, Moisy F, Rabaud M (2005) Decaying grid-generated turbulence in a rotating tank. Phys Fluids 17:095105CrossRef
Zurück zum Zitat Tao L, Thiagarayan K (2003) Low KC flow regimes of oscillating sharg edges. I. Vortex shedding observation. Appl Ocean Res 22:281–294CrossRef Tao L, Thiagarayan K (2003) Low KC flow regimes of oscillating sharg edges. I. Vortex shedding observation. Appl Ocean Res 22:281–294CrossRef
Zurück zum Zitat Kistovich Yu V, Chashechkin Yu D (2000) Mass transport and the force of a beam of two-dimensional periodic internal waves. J Appl Math Mech 65(2):237–242CrossRef Kistovich Yu V, Chashechkin Yu D (2000) Mass transport and the force of a beam of two-dimensional periodic internal waves. J Appl Math Mech 65(2):237–242CrossRef
Metadaten
Titel
Experimental observation using particle image velocimetry of inertial waves in a rotating fluid
verfasst von
Laura Messio
Cyprien Morize
Marc Rabaud
Frédéric Moisy
Publikationsdatum
01.04.2008
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Experiments in Fluids / Ausgabe 4/2008
Print ISSN: 0723-4864
Elektronische ISSN: 1432-1114
DOI
https://doi.org/10.1007/s00348-007-0410-3

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