Puff statistics in a drag-reduced turbulent pipe flow

In this study coexistence of laminar and turbulent states in a drag-reduced pipe flow is being numerically examined. The drag reduction is achieved by applying a spanwise-forcing technique The study is carried out with direct numerical simulations of the incom- pressible Navier Stokes equations previously developed and suited to high-Re turbulent flow in a pipe. Simulations are done with the costant flux rate con- dition (CFR). Due to the drag reduction condition the one-to-one relation between Re b and Re τ is broken, and we find the typical localized regime of the transi- tion in pipe flow at Re b = 4900, that is well above the traditional range 1800 < Re b < 2200. Moreover we find that the typical structures of this regime appear to have a different scaling and a peculiar edge dynamics.

In questo studio viene indagata numericamente la coesistenza dello stato la- minare e di quello turbolento in un condotto cilindrico sottoposto a riduzione di resistenza. Lo studio é condotto con simulazioni numeriche dirette delle equazioni di Navier Stokes per fluido incomprimibile sviluppate in precedenza ed adatte per correnti ad alto Reynolds nel condotto cilindrico. Le simulazioni sono condotte con condizione di portata costante (CFR). Grazie alla tecnica di riduzione dell’attrito di parete viene rotta la rela- zione uno-ad-uno tra Re b e Re τ , e troviamo il tipico regime localizzato della transizione nel condotto cilindrico a Re b = 4900, ben oltre il normale range tipico 1800 < Re b < 2200. Inoltre troviamo che le strutture tipiche di questo regime sembrano avere una differente scalatura e una peculiare dinamica dei loro bordi.