not available

As propriedades da turbulência induzida em um fluido viscoso através da oscilação de uma grade foram investigadas experimentalmente utilizando a técnica DPIV (Digital Particle Image Velocimetry). Perfis verticais da energia cinética turbulenta, taxa de dissipação de energia, viscosidade turbulenta e escala de comprimento foram obtidos e comparados com soluções analíticas existentes. Os dados experimentais mostram uma boa concordância com as predições teóricas. Adicionalmente, foi observado que há uma variação significativa da intensidade turbulenta para distâncias próximas da grade. Com o aumento da distância, a turbulência se torna mais homogênea no plano horizontal, e estas variações tendem a desaparecer. Os resultados mostram também que o escoamento somente pode ser considerado livre de cisalhamento para grandes distâncias da grade, onde as tensões de Reynolds se aproximam de zero. Além disso, descobriu-se que são necessários no mínimo 450 campos de vetores para assegurar a precisão das medidas. Também foram realizadas medidas de turbulência em uma configuração de duas grades. Os resultados mostram que a região central entre as duas grades possui certas propriedades similares à turbulência isotrópica. Adicionalmente, foram realizadas comparações com o modelo k-&#949, mostrando que o mesmo pode ser aplicado a uma configuração de duas grades.The properties of turbulence induced in a viscous fluid by oscillating a grid were investigated experimentally using the digital particle image velocimetry (DPIV). Vertical profiles of the turbulent energy, the dissipation rate, the eddy viscosity and a lengthscale have been obtained and compared with available analytical solutions. The experimental data agree well with the theoretical predictions. In addition, it could be observed that there are significant variations of the turbulent intensities at a small distance from the grid. With increasing distance from the grid, the turbulence becomes more homogeneous in the horizontal plane, and the variations in the turbulent intensities are reduced. The results also show that the turbulence can be considered to be shear-free only at a distance sufficiently far away from the grid, where the Reynolds shear stress aproaches zero. It became evident, furthermore, that at least 450 vector maps should be taken to ensure the accuracy of the measured velocity fluctuations. Turbulence was also measured for a two-grid configuration. It was found that the central region between the grids has certain properties similar to that of isotropic turbulence. The results show good agreement with the k-&#949 model, validating the application of the k-&#949 model to a pair of oscillating-grids

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As propriedades da turbulência induzida em um fluido viscoso através da oscilação de uma grade foram investigadas experimentalmente utilizando a técnica DPIV (Digital Particle Image Velocimetry). Perfis verticais da energia cinética turbulenta, taxa de dissipação de energia, viscosidade turbulenta e escala de comprimento foram obtidos e comparados com soluções analíticas existentes. Os dados experimentais mostram uma boa concordância com as predições teóricas. Adicionalmente, foi observado que há uma variação significativa da intensidade turbulenta para distâncias próximas da grade. Com o aumento da distância, a turbulência se torna mais homogênea no plano horizontal, e estas variações tendem a desaparecer. Os resultados mostram também que o escoamento somente pode ser considerado livre de cisalhamento para grandes distâncias da grade, onde as tensões de Reynolds se aproximam de zero. Além disso, descobriu-se que são necessários no mínimo 450 campos de vetores para assegurar a precisão das medidas. Também foram realizadas medidas de turbulência em uma configuração de duas grades. Os resultados mostram que a região central entre as duas grades possui certas propriedades similares à turbulência isotrópica. Adicionalmente, foram realizadas comparações com o modelo k-&#949, mostrando que o mesmo pode ser aplicado a uma configuração de duas grades.The properties of turbulence induced in a viscous fluid by oscillating a grid were investigated experimentally using the digital particle image velocimetry (DPIV). Vertical profiles of the turbulent energy, the dissipation rate, the eddy viscosity and a lengthscale have been obtained and compared with available analytical solutions. The experimental data agree well with the theoretical predictions. In addition, it could be observed that there are significant variations of the turbulent intensities at a small distance from the grid. With increasing distance from the grid, the turbulence becomes more homogeneous in the horizontal plane, and the variations in the turbulent intensities are reduced. The results also show that the turbulence can be considered to be shear-free only at a distance sufficiently far away from the grid, where the Reynolds shear stress aproaches zero. It became evident, furthermore, that at least 450 vector maps should be taken to ensure the accuracy of the measured velocity fluctuations. Turbulence was also measured for a two-grid configuration. It was found that the central region between the grids has certain properties similar to that of isotropic turbulence. The results show good agreement with the k-&#949 model, validating the application of the k-&#949 model to a pair of oscillating-grids

Effects of a 3-D, aquatic vegetation patch on the flow: A numerical approach

This numerical study investigated the effects of a vegetation patch on the flow of a channel. The numerical approach consisted of a CFD, 3-D model that applied the RANS equations to simulate the flow field, and the VOF model to represent the free surface. The patch altered the initial flow by inducing regions of reduced velocity in the patch wake (approximately 40% reduction), and regions of enhanced velocity around of the patch (approximately 16% increase), and these regions extended throughout the water depth. Also, the patch induced a small change of 3.83% in the water surface, in the streamwise direction

Effects of a 3-D, aquatic vegetation patch on the flow: A numerical approach

This numerical study investigated the effects of a vegetation patch on the flow of a channel. The numerical approach consisted of a CFD, 3-D model that applied the RANS equations to simulate the flow field, and the VOF model to represent the free surface. The patch altered the initial flow by inducing regions of reduced velocity in the patch wake (approximately 40% reduction), and regions of enhanced velocity around of the patch (approximately 16% increase), and these regions extended throughout the water depth. Also, the patch induced a small change of 3.83% in the water surface, in the streamwise direction

Uso da técnica de velocimetria por imagem de partículas na determinação de campos de velocidade em escoamentos turbulentos desenvolvidos em laboratório.

This work presents the use of laser velocimetry to obtain turbulence details and fluid flow characteristics, through the description of two studies in which this technique has been used: generation of turbulence by oscillating grids and sediment settling in a reduced physical model of a reservoir. In the first study, the laser velocimetry was used for observation and measurement of the generated turbulence. For the reservoir, it aided as a tool for the comparison between the sediment settling data and the predictions obtained with a numerical model, which demonstrated the advantages of using numerical procedures to predict settling. In both studies, developed in laboratory, the results showed the adequacy of such technique.Este trabalho expõe o uso de velocimetria a laser no estudo de detalhes do fenômeno da turbulência e na obtenção de padrões do escoamento de fluidos. A descrição dessa técnica não intrusiva é feita a partir de sua aplicação em duas pesquisas desenvolvidas: a turbulência gerada por grades oscilantes e o assoreamento de um modelo físico de reservatório. No tanque de grades oscilantes, a velocimetria possibilitou a observação e a quantificação de características importantes da turbulência. No reservatório, a técnica auxiliou na comparação dos dados de assoreamento com sua simulação feita em um modelo computacional. A oncordância dos resultados apontou para as vantagens do uso de procedimentos numéricos para estudo e estimativa de assoreamento em reservatórios. Tanto na pesquisa acadêmica de turbulência, como na pesquisa aplicada de sedimentação, ambas desenvolvidas em laboratório, a velocimetria a laser mostrou-se uma ferramenta essencial

Uso da técnica de velocimetria por imagem de partículas na determinação de campos de velocidade em escoamentos turbulentos desenvolvidos em laboratório.

This work presents the use of laser velocimetry to obtain turbulence details and fluid flow characteristics, through the description of two studies in which this technique has been used: generation of turbulence by oscillating grids and sediment settling in a reduced physical model of a reservoir. In the first study, the laser velocimetry was used for observation and measurement of the generated turbulence. For the reservoir, it aided as a tool for the comparison between the sediment settling data and the predictions obtained with a numerical model, which demonstrated the advantages of using numerical procedures to predict settling. In both studies, developed in laboratory, the results showed the adequacy of such technique.Este trabalho expõe o uso de velocimetria a laser no estudo de detalhes do fenômeno da turbulência e na obtenção de padrões do escoamento de fluidos. A descrição dessa técnica não intrusiva é feita a partir de sua aplicação em duas pesquisas desenvolvidas: a turbulência gerada por grades oscilantes e o assoreamento de um modelo físico de reservatório. No tanque de grades oscilantes, a velocimetria possibilitou a observação e a quantificação de características importantes da turbulência. No reservatório, a técnica auxiliou na comparação dos dados de assoreamento com sua simulação feita em um modelo computacional. A oncordância dos resultados apontou para as vantagens do uso de procedimentos numéricos para estudo e estimativa de assoreamento em reservatórios. Tanto na pesquisa acadêmica de turbulência, como na pesquisa aplicada de sedimentação, ambas desenvolvidas em laboratório, a velocimetria a laser mostrou-se uma ferramenta essencial