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Interaction between two turbulent plumes in close proximity

粒子图像测速 羽流 湍流 物理 流速 流量(数学) 几何学 航程(航空) 矢量场 机械 气象学 材料科学 数学 复合材料
作者
Tayeb Brahimi,Doan-Kim-Son
出处
期刊:Mechanics Research Communications [Elsevier BV]
卷期号:12 (5): 249-255 被引量:9
标识
DOI:10.1016/0093-6413(85)90040-0
摘要

This paper presents a systematic experimental study on stream-wise flow development and spatial structure of triple buoyant plumes. Two-dimensional Particle Image Velocimetry (2-D PIV) is employed to resolve velocity fields. Stream-wise axial velocity profiles, flow structure, flow region parameters, and self-similarity properties are analyzed at different configurations that are characterized by spacing ratios S/W (source spacing S divided by source width W).From velocity fields and axial velocity profiles, a similar stream-wise developing trend is identified in different source configurations. When near-field plumes travel downstream, axial velocities increase rapidly, off-center velocity peaks get merged with the central peak, and the number of velocity peaks reduces with the downstream distance. A compact source layout, comparing with the wide one, could enhance the near-field plumes interaction and promote the plumes deflection significantly.Fundamentally, the stream-wise spatial structure of the triple plumes initially consists of a converging region, followed by a merging region, and finally a combined region. By examining the averaged velocity fields, flow recirculation with negative axial velocities is found to scarcely exist in the converging region. Merging level Zm and quasi-combined level Zqc are analyzed quantitatively and statistically. Within the studied S/W range, the normalized Zm shows a linear increase with S/W in the formula of Zm/H=2.007(S/W)+1.173 and the normalized Zqc gives a power law increase with S/W in the formula of Zqc/H=6.035(S/W)0.4959. In addition, triple plumes are found to establish self-similarity approximately at Z = 3H with S/W of 0.2 and at Z = 4.5H with S/W of 0.5.
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