Skip to main content
Log in

The two-dimensional laminar wall jet. Velocity measurements compared with similarity theory

Der zweidimensionale laminare Wandstrahl. Geschwindigkeitsmessungen im Vergleich zur Ähnlichkeitstheorie

  • Originalarbeiten/Originals
  • Published:
Forschung im Ingenieurwesen Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The flow past a flat plate, the free jet and the wall jet, all laminar and two-dimensional, are unidirectional momentum driven flows with no (first order) pressure gradients. As such they satisfy the boundary layer equations and provide self-similar solutions of the velocity field at some distance downstream from their real sources. This work presents velocity field measurements for the wall jet which is realized as an annulus jet about a cylinder for experimental benefits. The velocity fields are exploited for the wall normal profiles and in particular for the virtual origin of the similarity coordinates. The original similarity theory by Glauert (1956) is provided in an extended form that allows the direct comparison with the experiments and helps interpreting the similarity character of the wall jet in connection with its source.

Zusammenfassung

Die zweidimensionale und laminare Strömung der ebenen Platte, die des Freistrahls und die des Wandstrahls sind gerichtet und impulsgetrieben, wobei Druckgradienten vernachlässigbar bleiben. Sie erfüllen die Grenzschichtgleichungen und erlauben Ähnlichkeitslösungen des Geschwindigkeitsfeldes in einiger Entfernung von ihrer realen Quelle. Es werden Geschwindigkeitsmessungen für den Wandstrahl vorgestellt, der aus experimentellen Gründen durch einen Ringspalt an einem Zylinder realisiert wird. Die Geschwindigkeitsfelder werden hinsichtlich der Geschwindigkeitsprofile und insbesondere hinsichtlich des virtuellen Ursprungs des Ähnlichkeitskoordinatensystems ausgewertet. Die ursprüngliche Ähnlichkeitstheorie von Glauert (1956) wird in einer erweiterten Form zur Verfügung gestellt, um den direkten Vergleich mit den Experimenten zu ermöglichen und um den Ähnlichkeitscharakter des Wandstrahls mit seiner virtuellen Quelle zu interpretieren.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. Förthmann E (1934) Über turbulente Strahlausbreitung. Ing Arch 5:42–54

    Article  MATH  Google Scholar 

  2. George WK, Abrahamsson H, Eriksson J, Karlsson RI, Löfdahl L, Wosnik M (2000) A similarity theory for the turbulent plane wall jet without external stream. J Fluid Mech 425:367–411

    Article  MATH  Google Scholar 

  3. Glauert MB (1956) The wall jet. J Fluid Mech 1:625–643

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  4. Gogineni S, Visbal M, Shih C (1999) Phase-resolved piv measurement in a transitional plane wall jet. Exp Fluids 27:126–136

    Article  Google Scholar 

  5. Launder BE, Rodi W (1983) The turbulent wall jet – measurements and modeling. Ann Rev Fluid Mech 15:429–459

    Article  Google Scholar 

  6. Willert C, Raffel M, Kompenhans J (1998) Particle Image Velocimetry. Springer, Berlin

    Google Scholar 

  7. Peters F, Ruppel C (2006) Experimental investigation of the cooling flow in the film blowing process. Intl Polym Proc XXI:319–327

    Google Scholar 

  8. Schlichting H, Gersten K (1997) Grenzschicht-Theorie, 9. Aufl. Springer, Berlin

    MATH  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to F. Peters.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Peters, F., Ruppel, C., Javili, A. et al. The two-dimensional laminar wall jet. Velocity measurements compared with similarity theory . Forsch Ingenieurwes 72, 19–28 (2008). https://doi.org/10.1007/s10010-007-0064-6

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10010-007-0064-6

Keywords

Navigation