Non-local dynamics and intermittency in non-homogeneous flows

Abstract

.<br/><br/>La tesi analitza les dinàmiques no locals i la intermitència en fluids no homogenis i no isotròpics tant en experiments de laboratori com en dades geogràfiques. Després de l'estudi sobre els models que descriuen la intermitència en fluids homogenis i isotròpics, presentem un model per fluids no homogenis i no isotropics. El model es basa en l'anàlisi de la jerarquia de transmissió d'energia. S'utilitza la tècnica de la Extended Self Similarity amb l'objectiu d'estudiar l'escala de lleis de les funcions estructurals de velocitat. Els resultats experimentals de tres tipus de fluids que s'han comparat amb el model per fluids no homogenis i no isotròpics són els següents: turbulència generada per un cilindre en un canal de vent i turbulència generada per una reixa i per un jet en un canal d'aigua. S'analitza la turbulència geogràfica del Delta de l'Ebre i del Knebel Vig i els resultats són comparats amb els del model anteriorment esmentat. La contribució principal és el descobriment d'un paràmetre aparentment relacionat amb la jerarquia de transmissió d'energia en el rang inercial que juga un paper clau en la comprensió de les dinàmiques dels fluids no homogenis.

.<br/><br/>The thesis analyze the non-local dynamics and intermittency in non-homogeneous and non-isotropic flows both in the laboratory experiments and geophysical data. After a review on models describing intermittency in homogeneous and isotropic flows, a different model for non-homogeneous and non-isotropic flows is introduced. A model is based on the analysis of the energy transfer hierarchy. The technique of Extended Self Similarity is used to study the scaling laws of the velocity structure functions. Experimental results of three type of flows cylinder wake turbulence in wind tunnel, grid and jet turbulence in water channel are presented and compared with the model. The geophysical turbulence in the Ebro Delta and Knebel Vig are analyzed and the results are compared with the model. The important contribution is the discovery of a new apparently parameter related to the energy transfer hierarchy in the inertial range which plays a key role in the understanding of the dynamics of the non-homogeneous flows.