Zur spektralen Verteilung der Turbulenzenergie und ihrer Komponenten in turbulenten Grenzschichten

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Abstract

KOLMOGOROV's Theorie des Trägheitsunterbereiches des Energiespektrums wird für turbulente Grenzschichten dargestellt. Als Konsequenz ergibt sich eine Bestätigung der Formel von KOVASZNAY für den Fluß kinetischer Energie.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Struktur des turbulenten Impulstransports in Grenzschichten analog ist der Struktur des Flusses kinetischer Energie im Spektrum.

Für die spektrale Verteilung der turbulenten Schubspannung wird dimensionsanalytisch ein Gesetz k−3 (k Wellenzahl) im Trägheitsunterbereich hergeleitet, das durch Messungen bestätigt zu sein scheint. Es folgt, daß der Energieaustausch zwischen den Komponenten der Turbulenzenergie im Trägheitsunterbereich eine Größenordnung kleiner als diese ist.

Abstract

On the Spectral Distribution of Turbulent Energy and Components in Turbulent Boundary Layers

KOLMOGOROV's theory of the inertial subrange of energy spectrum is presented for turbulent boundary layers. As a consequence KOVASZNAY's formula for the transfer of kinetic energy is confirmed. It is shown that the structure of the turbulent transfer of momentum in boundary layers is analogous to the structure of the transfer of kinetic energy in the spectrum.

For the spectral distribution of the turbulent shear stress in the subrange a k−3 law (k wave number) – apparently in agreement with measurements – is derived from dimensional arguments. It follows that the exchange of energy among the components of turbulent energy in the subrange is some orders of magnitude smaller than the latter.

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