Characterisation of Turbulent Duct Flows: Experiments and Direct Numerical Simulations

این کتاب چندین یافته جدید را در زمینه جریان‌های مجرای آشفته ارائه می‌کند که برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی مهم هستند. هم آزمایش‌های باکیفیت و هم شبیه‌سازی‌های عددی پیشرفته را ارائه می‌کند، که سطحی از بینش و دقت را ارائه می‌کند که به ندرت در پایان‌نامه‌های دکترا یافت می‌شود.

پیشرفت‌های علمی مربوط به تأثیر چرخش زمین بر جریان‌های مجرای بزرگ، تأیید تجربی تلاطم حاشیه‌ای در جریان مجرای مربعی تحت فشار (که قبلاً فقط در شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی می‌شد)، شناسایی تلاطم حاشیه‌ای مشابه است. در جریان‌های دیوار محور با استفاده از شبیه‌سازی (برای اولین بار به هر وسیله) و در یک موضوع جداگانه اما مرتبط، یک مطالعه تجربی جامع در مورد پدیده کاهش پسا از طریق افزودنی‌های پلیمری در جریان‌های مجرای آشفته.

به نوبه خود، کار بر روی کاهش پسا منجر به همبستگی شد که یک پیش‌بینی کمی از کاهش پسا را ​​بر اساس یک خاصیت ماده قابل اندازه‌گیری محلول پلیمری، بدون توجه به هندسه یا غلظت جریان ارائه می‌دهد. اولین همبستگی در نوع خود، نشان دهنده یک پیشرفت مهم از منظر علمی و عملی است.

This book presents several new findings in the field of turbulent duct flows, which are important for a range of industrial applications. It presents both high-quality experiments and cutting-edge numerical simulations, providing a level of insight and rigour rarely found in PhD theses.

The scientific advancements concern the effect of the Earth’s rotation on large duct flows, the experimental confirmation of marginal turbulence in a pressure-driven square duct flow (previously only predicted in simulations), the identification of similar marginal turbulence in wall-driven flows using simulations (for the first time by any means) and, on a separate but related topic, a comprehensive experimental study on the phenomenon of drag reduction via polymer additives in turbulent duct flows.

In turn, the work on drag reduction resulted in a correlation that provides a quantitative prediction of drag reduction based on a single, measurable material property of the polymer solution, regardless of the flow geometry or concentration. The first correlation of its kind, it represents an important advancement from both a scientific and practical perspective.