We describe Lagrangian measurements

We describe Lagrangian measurements of water droplets in grid generated wind tunnel turbulence at a Taylor Reynolds number of Rλ=250 and an average Stokes number (⟨St⟩) of approximately 0.1. The inertial particles are tracked by a high speed camera moving along the side of the tunnel at the mean flow speed. The standardized acceleration probability density functions of the particles have spread exponential tails that are narrower than those of a fluid particles (St≈0) and there is a decrease in the acceleration variance with increasing Stokes number. A simple vortex model shows that the inertial particles selectively sample the fluid field and are less likely to experience regions of the fluid undergoing the largest accelerations. Recent direct numerical simulations compare favorably with these first measurements of Lagrangian statistics of inertial particles in highly turbulent flows.
Serafin 1984; Lohrmann, Hackett and Røed 1990; Zedel et al. 1996). Unfortunately, application of these
pulse-coherent systems is limited by the ability to uniquely resolve this phase shift between pulses; large
phases are ‘wrapped’ onto the range −π < phase < π, resulting in large errors in velocity measurements
(Lohrmann and Nylund 2008). This wrapping leads to the constraint that velocities must not exceed
a maximum value, with a smaller maximum required the longer the profile range. We present novel
measurements from a pulse-coherent ADP mounted on a surface drifter in shallow (0.4 to 1 m deep) flows
over a tidal flat in Skagit Bay, Washington. The drifter-mounted ADP moved with the fast surface flows,
ensuring that the water velocities relative to the drifter were small and easily resolved by the pulse-coherent
profiler. Hence, it was possible to overcome the difficulties associated with phase wrapping.
The field site, on the tidal flats of Skagit Bay, USA (Fig. 2), was characterized by shallow water
depths (often < 1 m) and thin (around 0.3m thick) freshwater plumes. The leading edges of these plumes
were marked by surface fronts which trapped drifters, foam and other flotsam. Initially, the fronts were
trapped along the edge of a tidal channel by internal hydraulic control (Mullarney and Henderson 2011).
However, as flood tide progressed and the flow over the flats became subcritical, the fronts departed from
the channel edge and propagated across the flats against the incoming tidal flow (Fig. 2).
We estimate front-following rates of turbulent energy dissipation using data from the drifter-mounted
ADP and the structure function method of Wiles et al. 2006. Similar dissipation estimates were recently
obtained by Thomson 2012 using a wave following drifter with a draft of 1.25 m. Whereas Thomson
2012 focuses on near-surface wave-injected turbulence in depths exceeding 1.25 m, we study currents and
dissipation from near the surface to the bed over shallow tidal flats (depths ≈ 0.3 – 0.9 m).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราอธิบายประเมิน Lagrangian ของหยดน้ำในตารางที่สร้างความปั่นป่วนของอุโมงค์ลมที่เรย์โนลด์ส Taylor Rλ = 250 และมีจำนวนโดยเฉลี่ยสโตกส์ (⟨St⟩) ประมาณ 0.1 อนุภาค inertial ถูกติดตาม ด้วยกล้องความเร็วสูงเลื่อนด้านข้างของอุโมงค์ที่ความเร็วเฉลี่ยของกระแส ฟังก์ชันความหนาแน่นของความน่าเป็นการเร่งความเร็วมาตรฐานของอนุภาคมีแผ่หางเนนที่แคบลงกว่าของอนุภาคของเหลว (St≈0) และมีการลดผลต่างเร่งความเร็วด้วยการเพิ่มหมายเลขสโตกส์ แบบ vortex อย่างแสดงว่า อนุภาค inertial เลือกฟิลด์ของเหลวตัวอย่าง และมีแนวโน้มต้องการพื้นที่ของเหลวที่อยู่ในระหว่างการเร่งที่ใหญ่ที่สุด จำลองตัวเลขโดยตรงล่าสุดเปรียบเทียบพ้องต้องกันกับวัดเหล่านี้แรกสถิติ Lagrangian ของอนุภาค inertial ในไหลเชี่ยวมากSerafin 1984 Lohrmann, Hackett และ Røed 1990 Zedel et al. 1996) อับ โปรแกรมประยุกต์เหล่านี้ระบบชีพจร coherent ถูกจำกัด ด้วยความสามารถในการแก้ปัญหานี้กะระยะระหว่างกะพริบ โดยเฉพาะ ขนาดใหญ่ระยะ 'ห่อ' ไป−πช่วง < ระยะ < π เกิดข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ในวัดความเร็ว(Lohrmann และ Nylund 2008) ตัดนี้นำไปสู่ข้อจำกัดที่ตะกอนต้องไม่เกินค่าสูงสุด มากที่สุดมีขนาดเล็กต้องนานช่วงโพรไฟล์ เรานำเสนอนวนิยายmeasurements from a pulse-coherent ADP mounted on a surface drifter in shallow (0.4 to 1 m deep) flowsover a tidal flat in Skagit Bay, Washington. The drifter-mounted ADP moved with the fast surface flows,ensuring that the water velocities relative to the drifter were small and easily resolved by the pulse-coherentprofiler. Hence, it was possible to overcome the difficulties associated with phase wrapping.The field site, on the tidal flats of Skagit Bay, USA (Fig. 2), was characterized by shallow waterdepths (often < 1 m) and thin (around 0.3m thick) freshwater plumes. The leading edges of these plumeswere marked by surface fronts which trapped drifters, foam and other flotsam. Initially, the fronts weretrapped along the edge of a tidal channel by internal hydraulic control (Mullarney and Henderson 2011).However, as flood tide progressed and the flow over the flats became subcritical, the fronts departed fromthe channel edge and propagated across the flats against the incoming tidal flow (Fig. 2).We estimate front-following rates of turbulent energy dissipation using data from the drifter-mountedADP and the structure function method of Wiles et al. 2006. Similar dissipation estimates were recentlyobtained by Thomson 2012 using a wave following drifter with a draft of 1.25 m. Whereas Thomson2012 focuses on near-surface wave-injected turbulence in depths exceeding 1.25 m, we study currents anddissipation from near the surface to the bed over shallow tidal flats (depths ≈ 0.3 – 0.9 m).

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เราอธิบายการวัดลากรองจ์ของหยดน้ำในตารางที่สร้างความวุ่นวายในอุโมงค์ลมที่จำนวนนาดส์เทย์เลอร์Rλ = 250 จำนวน Stokes เฉลี่ย (⟨St⟩) ประมาณ 0.1 อนุภาคเฉื่อยมีการติดตามโดยกล้องที่มีความเร็วสูงย้ายไปด้านข้างของอุโมงค์ที่ความเร็วการไหลเฉลี่ย ความน่าจะเป็นฟังก์ชั่นการเร่งความเร็วมาตรฐานความหนาแน่นของอนุภาคมีการแพร่กระจายหางชี้แจงที่แคบกว่าผู้ที่มีอนุภาคของเหลว (St≈0) และมีการลดลงของความแปรปรวนของอัตราเร่งที่มีจำนวนสโตกส์ที่เพิ่มขึ้น รูปแบบที่เรียบง่ายวนแสดงให้เห็นว่าอนุภาคเฉื่อยเลือกลิ้มลองสนามของเหลวและมีโอกาสน้อยที่จะได้สัมผัสกับภูมิภาคของของเหลวผ่าตัดความเร่งที่ใหญ่ที่สุด ล่าสุดตัวเลขการจำลองโดยตรงเปรียบเทียบเกณฑ์ดีด้วยการวัดเหล่านี้เป็นครั้งแรกของสถิติลากรองจ์ของอนุภาคเฉื่อยกระแสปั่นป่วนสูง.
Serafin 1984; Lohrmann, Hackett และRøed 1990; Zedel et al, 1996) แต่น่าเสียดายที่แอพลิเคชันเหล่านี้ระบบชีพจรที่สอดคล้องกันจะถูก จำกัด โดยความสามารถในการแก้ปัญหาที่ไม่ซ้ำกันกะระยะระหว่างพัลส์;
ขนาดใหญ่ขั้นตอนจะ 'ห่อ' เข้าสู่ช่วง-π <เฟส <πส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดขนาดใหญ่ความเร็ว (Lohrmann และ Nylund 2008) ห่อนี้นำไปสู่ข้อ จำกัด ที่ความเร็วต้องไม่เกินค่าสูงสุดที่มีขนาดเล็กสูงสุดที่จำเป็นอีกต่อไปช่วงรายละเอียด เรานำเสนอนวนิยายวัดจากชีพจรกัน ADP ติดตั้งอยู่บนพื้นผิวเร่ร่อนในน้ำตื้น (0.4-1 เมตรลึก) กระแสในช่วงน้ำขึ้นน้ำลงแบนในSkagit อ่าววอชิงตัน เร่ร่อนติด ADP ย้ายไปอยู่กับกระแสพื้นผิวได้อย่างรวดเร็วและสร้างความมั่นใจว่าความเร็วของน้ำเมื่อเทียบกับคนเร่ร่อนมีขนาดเล็กและแก้ไขได้อย่างง่ายดายโดยชีพจรกันสร้างโปรไฟล์ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเอาชนะความยากลำบากที่เกี่ยวข้องกับการตัดขั้นตอน. เว็บไซต์สนามในแฟลตยักษ์ของ Skagit เบย์, สหรัฐอเมริกา (รูปที่. 2) ก็มีลักษณะน้ำตื้นความลึก(มัก <1 เมตร) และบาง (ประมาณ 0.3 m หนา) ขนนกน้ำจืด ขอบชั้นนำของขนนกเหล่านี้ถูกทำเครื่องหมายด้วยเสื้อแจ็กเก็พื้นผิวที่ติดเร่ร่อนโฟมลอยน้ำและอื่น ๆ ในขั้นต้นเสื้อผ้าถูกขังอยู่ตามขอบของช่องน้ำขึ้นน้ำลงโดยการควบคุมไฮดรอลิภายใน (Mullarney และเฮนเดอ 2011). แต่เป็นน้ำน้ำท่วมความก้าวหน้าและการไหลมากกว่าแฟลตกลายเป็นวิกฤติเสื้อผ้าออกจากขอบช่องและแพร่กระจายไปทั่วแฟลตกับกระแสน้ำไหลเข้ามา (รูปที่. 2). เราประเมินอัตราหน้าต่อไปนี้การกระจายพลังงานปั่นป่วนโดยใช้ข้อมูลจากการเร่ร่อนติดADP และวิธีการทำงานของโครงสร้างของไต๋ et al, ปี 2006 ประมาณการกระจายคล้ายกันเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับโดยทอมสัน2012 โดยใช้คลื่นต่อไปเร่ร่อนกับร่าง 1.25 เมตร ในขณะที่ทอมสัน2012 มุ่งเน้นไปที่ความวุ่นวายใกล้พื้นผิวคลื่นฉีดในระดับความลึกเกิน 1.25 เมตรเราศึกษากระแสและการกระจายจากใกล้พื้นผิวเข้านอนในช่วงน้ำขึ้นน้ำลงแฟลตตื้น(≈ความลึก 0.3-0.9 เมตร)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เราอธิบายระบบการวัดหยดน้ําในตารางสร้างอุโมงค์ลมความวุ่นวายที่เทย์เลอร์ Reynolds number ของ R λ = 250 และเฉลี่ยสโตหมายเลข ( ⟨ ST ⟩ ) ประมาณ 0.1 อนุภาคเฉื่อยจะติดตามด้วยกล้องความเร็วสูงเคลื่อนที่ตามแนวด้านข้างของอุโมงค์ที่ไหลเร็วฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็นมาตรฐานความเร่งของอนุภาคมีการกระจายหางแบบที่แคบลงกว่าของของไหลอนุภาค ( St ≈ 0 ) และมีการลดลงในการเร่งความแปรปรวนเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนรูปแบบ Vortex ง่ายแสดงให้เห็นว่าอนุภาคเฉื่อยเลือกตัวอย่างด้านของไหลและมีโอกาสน้อยที่จะพบภูมิภาคของของเหลวอยู่ระหว่างความเร่งที่ใหญ่ที่สุด ล่าสุดโดยการจำลองเชิงตัวเลขสำหรับเทียบพ้องต้องกันกับพวกนี้ก่อนการวัดสถิติของระบบอนุภาคเฉื่อยในขอป่วนกระแส
Serafin 1984 ; lohrmann แฮ็คเก็ตต์ , และ R ขึ้น Ed 1990 ;zedel et al . 1996 ) แต่น่าเสียดายที่โปรแกรมเหล่านี้เชื่อมโยงกันเป็นระบบ จำกัด
ชีพจรโดยความสามารถในการแก้ไขปัญหานี้โดยการเปลี่ยนเฟสระหว่างพัลส์ สถานะขนาดใหญ่
' ห่อ ' ลงในช่วงระยะ−π < < πผลในข้อผิดพลาดใหญ่ในความเร็วการวัด
( lohrmann และ nylund 2008 ) ตัดนี้นำไปสู่ข้อจำกัดที่ความเร็วต้องไม่เกิน
สูงสุดค่ากับสูงสุดเล็กต้องยิ่งช่วงข้อมูล เรานำเสนอนวนิยาย
วัดจากชีพจรติดต่อกัน ADP ติดตั้งบนพื้นผิวที่สกปรกในตื้น ( 0.4 ถึง 1 เมตรลึก ) ไหล
กว่าแฟลตน้ำขึ้นน้ำลงในอ่าว Skagit วอชิงตัน คนจรจัดเมาท์ ADP ย้ายกับผิวได้อย่างรวดเร็วเพื่อให้มั่นใจว่าน้ำไหล
สัมพัทธ์กับคนจรจัดมีขนาดเล็กและสามารถแก้ไขได้โดยการติดต่อกัน
รายละเอียด ดังนั้น มันเป็นไปได้ที่จะเอาชนะปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการตัดระยะ
สนามไซต์ บนแฟลตน้ำขึ้นน้ำลงของอ่าว Skagit สหรัฐอเมริกา ( รูปที่ 2 ) มีลักษณะตื้น ความลึกของน้ำ
( มักจะ < 1 M ( รอบ ) และบางและหนา ) ขนนกปลาน้ำจืด ที่ขอบชั้นนำของขนนกเหล่านี้ถูกทำเครื่องหมายโดยพื้นผิวด้านหน้า
ซึ่งติดเร่ร่อน โฟม และเรืออื่น ๆ ในตอนแรก