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Erschienen in: Journal of Visualization 4/2018

16.02.2018 | Regular Paper

Flow visualization of the non-parallel jet-vortex interaction

verfasst von: Samantha Houser, Ikechukwu Okafor, Vrishank Raghav, Ajit Yoganathan

Erschienen in: Journal of Visualization | Ausgabe 4/2018

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Abstract

The jet–vortex interaction is observed in settings ranging from aeronautics to physiology. In aeronautics, it presents as a parallel interaction of the jet exhaust and aircraft wing-tip vortex, and in the diseased state of the heart called aortic regurgitation, the interaction between blood flows is characterized by a non-parallel interaction. While there is substantial research into the mechanisms of the parallel interaction, there is comparatively limited scientific material focused on the non-parallel interaction. The objective of this study was to characterize three distinct orientations (30°, 60° and 90°) of the non-parallel jet–vortex interaction in a simplified flow loop. The ratio of the jet Reynolds number to the vortex ring Reynolds number was used to define four levels of jet strength. Flow visualization and particle image velocimetry were used to qualitatively and quantitatively describe how the flow structures interacted, and the energy dissipation rate of each condition was calculated. It was determined that as the relative jet strength increases, the vortex ring dissipates more rapidly and the energy dissipation rate increases. This information provides a basis for the understanding of a vortex ring’s interaction with an impinging jet. When the angle between the jet and vortex ring flows is perpendicular, the energy dissipation rate decreased from 6.1 W at the highest jet strength to 0.3 W at the lowest jet strength, while at an angle of 30° the energy dissipation rate decreased from 51.8 to 10.3 W. This finding contradicts the expected result, which potentiates further studies of various non-parallel arrangements.

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Zurück zum Zitat Ferreira Gago C, Brunet S, Garnier F (2002) Numerical investigation of turbulent mixing in a jet/wake vortex ring interaction. Aiaa J. doi 10(2514/2):1643 Ferreira Gago C, Brunet S, Garnier F (2002) Numerical investigation of turbulent mixing in a jet/wake vortex ring interaction. Aiaa J. doi 10(2514/2):1643
Zurück zum Zitat Goetz WA, Lim HS, Lansac E et al (2005) Anterior mitral basal “stay” chords are essential for left ventricular geometry and function. J Heart Valve Dis 14:195–202 (203) Goetz WA, Lim HS, Lansac E et al (2005) Anterior mitral basal “stay” chords are essential for left ventricular geometry and function. J Heart Valve Dis 14:195–202 (203)
Zurück zum Zitat Stugaard M, Koriyama H, Katsuki K et al (2015) Energy loss in the left ventricle obtained by vector flow mapping as a new quantitative measure of severity of aortic regurgitation: a combined experimental and clinical study. Eur Hear J 16:723–730. https://doi.org/10.1093/ehjci/jev035 Stugaard M, Koriyama H, Katsuki K et al (2015) Energy loss in the left ventricle obtained by vector flow mapping as a new quantitative measure of severity of aortic regurgitation: a combined experimental and clinical study. Eur Hear J 16:723–730. https://​doi.​org/​10.​1093/​ehjci/​jev035
Metadaten
Titel
Flow visualization of the non-parallel jet-vortex interaction
verfasst von
Samantha Houser
Ikechukwu Okafor
Vrishank Raghav
Ajit Yoganathan
Publikationsdatum
16.02.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Journal of Visualization / Ausgabe 4/2018
Print ISSN: 1343-8875
Elektronische ISSN: 1875-8975
DOI
https://doi.org/10.1007/s12650-018-0478-2

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