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Abstract

Es wird die dem −5/3-Potenzgesetz des Spektrums der turbulenten Temperatur-(Konzentrations-)schwankungen äquivalente Form des Transfers eines passiven Skalars hergeleitet, die einen Ansatz von CORRSIN bestätigt. Auf dieser Grundlage ergibt sich für den Übergang vom Trägheits- und Konvektionsbereich in den Zähigkeits- und Diffusionsbereich das Spektrum der Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von der Prandtlzahl (Analogon zu KOVASZNAYS Formel für das Spektrum der Turbulenzenergie). Qualitative Übereinstimmung besteht mit Messungen des eindimensionalen Spektrums im Trägheits-Diffusionsunterbereich und im Zähigkeits-Konvektionsunterbereich.

On the Spectrum of Turbulent Fluctuations of Temperature and Concentration in Turbulent Flows

The form of the turbulent transfer of a passive scalar, which is equivalent to the −5/3 power law of turbulent temperature (concentration) fluctuations, is derived and shown to confirm an ansatz by CORRISIN. On this basis we obtain the spectrum of temperature fluctuations for the transition from the inertial and convective range to the viscous and diffusive range dependent on the Prandtl number (analogue to KOVASZNAY'S formula for the energy spectrum). Qualitative agreement is obtained with measurements of the one-dimensional spectrum in the inertial-diffusive and viscousconvective subrange.