ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Состояние вопроса и постановка задачи из "Пространственные пристенные турбулентные течения в угловых конфигурациях" При анализе многих типов турбулентных течений использование турбулентной вязкости в рамках гипотезы Буссинеска оказывается в принципе неприемлемым. Подобная ситуация имеет место при расчете вторичных течений в угловых зонах прямоугольного канала. Выход из положения может быть найден только путем уточнения характера связи компонент тензора напряжений Рейнольдса с градиентами скорости. [c.256] Краткий обзор первых исследований в этой области, начатых в 40-е и продолженных в 50—60-е гг., приведен в [10]. Целью этих исследований было, главным образом, изучение поведения пограничного слоя при воздействии иа него возмущений, распространяющихся от различного рода выступов, уступов, ступенек и т.п., установленных на плоской поверхности и искажающих преимущественно пристенную часть пограничного слоя. Естественно, что на этой стадии работ невозможно было в полной мере обеспечить количественные данные об эволюции различных частей турбулентного сдвигового течения. [c.257] Неоднократно предпринимались также попытки релаксационный процесс в турбулентном пограничном слос смоделировать и рассчитать на ЭВМ. В частности, в [17] выполнены исследования влияния на турбулентный пограничный слой синусоидальных возмущений различной амплитуды и длин волн, т.е. таких возмущений, которые, вероятно, наиболее легко можно смоделировать на компьютере. Заметим, кстати, что в действительности спектр возмущений от того или иного источника весьма сложен и может содержать волны самой разнообразной природы. При современном уровне вычислительной техники решение подобной задачи представляется вполне реальным. [c.258] Мюллером [18] и им же [19] несколько позднее на основе специально отлаженной методики проведены весьма тонкие измерения параметров срсднсй скорости и турбулентности, которые использовались для проверки баланса уравнения переноса для рейнольдсовых напряжений в несжимаемом релаксирующем сдвиговом течении, реализующемся в следе за поперечно обтекаемым цилиндром. Первые три члена уравнения, описывающие перенос посредством конвекции, турбулентной диффузии и порождения, определялись из эксперимента. Другие же, характеризующие энергию турбулентности к и турбулентные касательные напряжения —и и, вычислялись из уравнения баланса. Сравнение вычисленных и экспериментальных значений к и —и и обнаружило удовлетворительное согласие в некоторых областях течения. Полученные данные показали, что дальнейшие усилия необходимо сконцентрировать на совершенствовании моделирования отдельных членов уравнения баланса, в частности, диффузионной составляющей. [c.258] Некоторое отношение к этой проблеме имеют исследования [8 ], где моделировался пространственный турбулентный пограничный слой на плоской пластине с изолированным бугорком шероховатости на се поверхности, имеющим форму полусферы. Как видно, в отличие от перечисленных выше работ здесь источник возмущений не был простейшей геометрии. Выполненные автором сравнения измеренных значений касательного напряжения с вычисленными по локальной теории, основанной на гипотезе Буссинеска, а также по релаксационной формуле показали, что наилучшее соответствие с экспериментом имеют результаты расчета, когда Ь = 0.43. . Этот факт имеет крайне важное значение с точки зрения анализа характерных длин релаксаций для источников возмущений разной природы. [c.258] Особо следует подчеркнуть актуальность проблемы использования подобного подхода для расчета турбулентных касательных напряжений в пространственном пограничном слое, формирующемся, в частности, в угловых конфигурациях. В настоящее время отсутствует даже отрывочная информация по этому вопросу и, по существу, мы имеем дело с самой начальной стадией изучения этой проблемы в рамках релаксационной теории. Поэтому речь, скорее, идет пока о накоплении и соответствующей систематизации имеющейся информации, которая, к сожалению, недостаточна для широких обобщений и выявления общих связей и закономерностей. [c.259] В настоящей главе излагаются результаты экспериментальных исследований структуры неравновесного по Клаузеру несжимаемого турбулентного сдвигового течения в следе за поперечно обтекаемым цилиндром, установленным в развитом турбулентном пограничном слое двугранного угла при варьируемом расстоянии цилиндра от поверхности. Вместе с тем, поскольку при обтекании двугранного угла формируется обширная двумерная область течения, определенное внимание уделяется рассмотрению неравьювесного течения позади простого двумерного тела, размещенного в плоском турбулентном пограничном слое. [c.259] Вернуться к основной статье