turbulensintensitet

Turbulensintensitet (TI) är ett mått på styrkan hos de turbulenta hastighetsfluktuationerna i ett fluidflöde relativt medelflödet. Den vanligaste definitionen är TI = sigma / U_mean, där sigma är standardavvikelsen av hastighetsfluktuationerna och U_mean är medelhastigheten i flödet. Om man tar hänsyn till alla tre hastighetskomponenter används ofta TI_total = sqrt( sigma_u^2 + sigma_v^2 + sigma_w^2 ) / U_mean, medan TI för en enskild komponent, till exempel u, ofta betecknas som TI_u = sigma_u / U_mean. Turbulensintensiteten kan också uttryckas i termer av turbulensens kinetiska energi: TI_relaterar till roten av summan av kvadrerade hastighetsfluktuationer i förhållande till medelhastigheten.

Mätning och beräkning sker vanligtvis från tidsserier av hastighetsdata vid en given punkt eller plats, t.ex. med hot-wire/hot-film anemometri, Laser Doppler velocimetry, particle image velocimetry eller sonic- och vätskemätare. Flödeshastigheten U_mean beräknas över ett valt tidsfönster och sigma beräknas därifrån. TI är därmed ett lokalt mått och kan variera med avstånd till hinder, höjd över marken och tid på dygnet. Fönsterlängd och operativ frekvens påverkar värdet och ska dokumenteras.

Användningsområden inkluderar flygteknik, vindteknik, bil- och byggdesign samt meteorologi, där TI används för att karakterisera gustighet och belastningar på konstruktioner eller fordon. Begränsningar är att TI endast beskriver fluktuationernas storlek relativt medelflödet och inte flödets fullständiga spektrum eller riktning, samt att definitionen och fönsterval påverkar värdet.