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Erschienen in: Experiments in Fluids 6/2021

01.06.2021 | Letter

Power spectrum of high Schmidt number scalar in a turbulent jet at a moderate Reynolds number

verfasst von: Koji Iwano, Jumpei Hosoi, Yasuhiko Sakai, Yasumasa Ito

Erschienen in: Experiments in Fluids | Ausgabe 6/2021

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Abstract

The power spectrum of concentration fluctuation of high Schmidt number dye (\({\rm Sc}\simeq 2.9\times 10^3\)) was measured in a liquid-phase axisymmetric turbulent jet at the jet Reynolds number of \(2.0\times 10^4\). We used the optical fiber LIF probe which has a spatial resolution of 2.8 \(\mu\)m and a working distance of 140 \(\mu\)m. It is confirmed that the probe can achieve high signal-to-noise ratio by using high concentration dye, which enabled us to examine the spectral shape almost up to the Batchelor scale for the present experimental condition. The measured power spectrum captures the transition from the inertial–convective range to the viscous–convective range at around \(k\eta _K=0.03\) (\(\eta _K\): Kolmogorov scale). The \(k^{-1}\) scaling law for the power spectrum almost holds in the viscous–convective range. However, the spectrum does not perfectly follow the \(k^{-1}\) scaling but has a small bump in the range. It is also shown that the small-scale concentration fluctuation largely contributes to the r.m.s value of concentration fluctuation.

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Zurück zum Zitat Clay MP (2017) Strained turbulence and low-diffusivity turbulent mixing using high performance computing. PhD thesis, Georgia Institute of Technology Clay MP (2017) Strained turbulence and low-diffusivity turbulent mixing using high performance computing. PhD thesis, Georgia Institute of Technology
Zurück zum Zitat Friehe CA, Van Atta CW, Gibson CH (1972) Jet turbulence: dissipation rate measurements and correlations. Turbulence Shear Flows, AGARD Conference Proceedings 93:18 Friehe CA, Van Atta CW, Gibson CH (1972) Jet turbulence: dissipation rate measurements and correlations. Turbulence Shear Flows, AGARD Conference Proceedings 93:18
Metadaten
Titel
Power spectrum of high Schmidt number scalar in a turbulent jet at a moderate Reynolds number
verfasst von
Koji Iwano
Jumpei Hosoi
Yasuhiko Sakai
Yasumasa Ito
Publikationsdatum
01.06.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Experiments in Fluids / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 0723-4864
Elektronische ISSN: 1432-1114
DOI
https://doi.org/10.1007/s00348-021-03216-5

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