К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин



Дата07.11.2012
Размер27.1 Kb.
ТипДокументы
К ВОПРОСУ О МОДЕЛИРОВАНИИ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЁВ С ГРАДИЕНТОМ ДАВЛЕНИЯ
Д.С. Маковкин

ИТТМ СО РАН, Новосибирск
Успешный расчёт сложных турбулентных течений невозможен без адекватного воспроизведения влияния положительного градиента на пристенные турбулентные потоки. Воздействие сильного положительного градиента давления до сих пор остаётся существенным фактором сложности для большинства моделей турбулентности. Ранее [1] было высказано предположение, что известные недостатки стандартной k- модели при расчёте пограничных слоёв с сильным положительным градиентом давления связаны с её несовместимостью с законами подобия пристенной турбулентности, наблюдающимися в таких потоках. Согласно результатам [2,3], в прилежащей к стенке области развитого турбулентного течения с положительным градиентом сдвиговых турбулентных напряжений выделяется пристенный подслой линейного сдвигового напряжения, где величина постоянна и является параметром подобия. При малых величинах касательного напряжения трения на стенке в подслое линейного сдвигового напряжения имеют место следующие соотношения

, , , (1)

где — турбулентная энергия, – удельная скорость диссипации турбулентной энергии, – универсальные постоянные.

Не согласуются в ряде случаев с экспериментальными данными и результаты, полученные на основе различных дедуктивных теорий тур­булентности [4], поскольку все они обладают одним общим недостат­ком - отсутствием возможности теоретического прогнозирования взаи­мосвязи турбулентного трения с осредненным движением (основанной на введенном Л. Прандтлем понятии «пути перемешивания»), которая должна подтверждаться результатами экспериментов.

В науке о турбулентных потоках известен, однако, и широко приме­няется обратный методологический подход, позволяющий на основе экс­периментальных данных вычислить характерные для потоков величины и установить функциональную взаимосвязь между ними. Например, Г. Рейнхард, используя такой подход, без помощи гипотез о турбулент­ности вывел ряд степенных законов распределения для скорости и плот­ности (концентрации) струйных течений, которые адекватно реальным описывают процессы, происходящие в турбулентных потоках [4].
По этой причине экспериментально-теоретический метод был выбран в данной работе (а полученные Г. Рейнхардом степенные законы распре­деления использованы) для получения математической модели истече­ния воздушно-абразивной струи с твердыми частицами, превышающими размер 50 мкм.

Автомодельное течение с постоянным параметром H соответствует семейству решений уравнения Фокнера-Скэн, впервые исследованных Хартри (см., например, [5]). Продольное распределение скорости потенциального потока в этом случае описывается формулой

, (2)

где С — константа и

. (3)

Автомодельное течение с НГД, созданное в работе [2] над плоской пластиной с помощью ложной стенки с изменяемой геометрией и закрылка, соответствует постоянному параметру градиента давления H = = 0,115. В потенциальном потоке это продемонстрировано в [3] для диапазона значений продольной координаты от x  220 мм до последней точки основных измерений x = 620 мм. В пограничном слое профили средней скорости приобретают форму, соответствующую автомодельному течению начиная с x  420 мм…
Л и т е р а т у р а


  1. Горин А.В., Сиковский Д.Ф. Турбулентные пограничные слои с сильным положительным градиентом давления // Теплофизика и Аэромеханика. – 1998. – Т.5, №.3. – С. 341–360.

  2. Качанов Ю.С., Копцев Д.Б. Трехмерная устойчивость автомодельного пограничного слоя с отрицательным параметром Хартри. 1. Волновые поезда // Теплофизика и аэромеханика. – 1999. – Т. 6, № 4. – С. 463–478.

  3. Kachanov Y. S. Development of spatial wave packets in boundary layer // Laminar-Turbulent Transition. – Berlin: Springer-Verlag, 1984. Р. 115–125.

  4. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974. – 712 с.

  5. Zamuraev V.P. Numerical modeling of supersonic flow in plane channel with the local source of energy // Proc. Intern. Conf. on the Methods of Aerophys. Research. Pt 1. – Novosibirsk, 1998. – P. 239–244.

Похожие:

К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconПеремежаемость и обобщенное самоподобие в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы
Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 6 – 10 февраля 2012 г
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconКурс лекций: «Экспериментальные методы физики твердого тела»
Фракталы используют в компьютерных системах (сжатие данных), в моделировании турбулентных потоков, языков пламени, пористых тел,...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconО моделировании потоков вч плазмы пониженного давления
Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 8 – 12 февраля 2010 г
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconРегуляторы давления рамповый (сетевой) серии mfr
Серия универсальных рамповых (сетевых) регуляторов давления из латуни, предназначены для регулирования давления технических газов...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconДинамическая балансировка загрузки процессоров при моделировании задач горения1
В связи с этим при моделировании реагирующих газовых течений необходимо учитывать взаимное влияние газодинамических и химических...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconДавление в жидкости и газе. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда
Выяснить механизм возникновения давления жидкости и газа на некотором уровне, получить выражение для расчета давления жидкости на...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин icon«Давление. Единицы измерения давления. Способы уменьшения и увеличения давления»
Изучение и первичное осознание учебного материала по теме «Давление. Единицы измерения давления. Способы уменьшения и увеличения...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconМежпарламентская Ассамблея государств – участников Содружества Независимых Государств Рекомендации по гармонизации и унификации законодательства государств – участников СНГ о пограничных ведомствах (силах)
Они проявляются главным образом в структуре пограничного ведомства (сил), его подчиненности и принципах комплектования, глубине охраняемых...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconГидростатика. Гидростатическое давление. Поверхности равного давления. Приборы для измерения давления. Давление жидкости на плоские поверхности, центр давления. Давление жидкости на криволинейные поверхности. Закон Архимеда. Гидростатика
Гидростатика — это раздел гидравлики (механики жидкости), изучающий покоящиеся жидкости. Она изучает законы равновесия жидкости и...
К вопросу о моделировании турбулентных пограничных слоёв с градиентом давления д. С. Маковкин iconЭкзаменационные билеты по физике за 7 класс
Давление. Способы увеличения и уменьшения давления. Природа давления газов и жидкостей
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org