A “large‐eddy” approach to acoustic remote sensing of turbulent kinetic energy dissipation rate ϵ

Abstract

This paper suggests that a “large‐eddy” technique may be used to determine ϵ, the rate of dissipation of turbulent kinetic energy per unit mass, from measurements of the largest energy‐containing scales of the turbulent velocity field. The suggestion has been examined using vertical velocity data from a narrow‐beam acoustic Doppler profiler and also direct measurements of ϵ (using airfoil probes) from a microscale profiler. Initial results are encouraging, rasing the possibility of simultaneously measuring space/time continuous fields of “mean” velocity, turbulent velocity and ϵ with near‐standard acoustic Doppler techniques.

Résumé

On suggère l'utilisation d'une technique “grand‐tourbillon” pour déterminer ϵ (taux de dissipation de l'énergie cinétique turbulente par unité de poids) à l'aide de mesure des plus grandes échelles d'énergie du champs de tourbillon turbulent. Cette suggestion a été analysée en utilisant les données de vitesse verticale obtenues par un profilomètre accoustique à bande étroite Doppler et les mesures directes de ϵ (sondes laminées) d'un profilomètre à micro‐échelle. Les premiers résultats sont encourageants et ouvrent la possibilité de mesurer simultanément les champs continus dans l'espace/temps du tourbillon “moyen”, du tourbillon turbulent et de ϵ avec des techniques Doppler accoustique presque standard.