ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СЛОЖНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ

Глава 1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СЛОЖНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ [c.23]

Как видно из представленного выше материала гидродинамика и теория массопереноса в жидких пленках достаточно хорошо развиты для относительно простого случая низких скоростей переноса в ньютоновских жидкостях. Однако использование на практике пленочных течений требует обеспечения сложных гидродинамических условий, связанных, во-первых, с наличием нелинейных эффектов, приводящих к зависимости коэффициентов переноса от концентрации и температуры, во-вторых, с высокими скоростями переноса, в-третьих, с гидродинамической неустойчивостью пленок и возникновением в них турбулентности, а также с другими факторами. Поэтому дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены на изучение нелинейных явлений в процессах переноса с использованием численных и новых экспериментальных методов. [c.130]

Пристенные течения, формирующиеся при продольном обтекании двух сочлененных поверхностей, относятся к классу сложных пространственных течений [1, 2], часто встречающихся в различных практических ситуациях. Сложными принято считать турбулентные течения, которые не могут быть рассчитаны (по крайней мере достаточно точно) методами классической теории тонкого сдвигового слоя. Признавая субъективизм данного определения, следует, тем не менее, отметить, что даже в са.мом узком смысле оно справедливо для большого класса течений, встречающихся в технике и природе. Подобные течения реализуются в местах сопряжений крыла и фюзеляжа самолета, крыла и призматической мотогондолы, в каналах некруглого поперечного сечения, в прикорневой области лопаток турбомашин и других технических устройствах. В общем случае пересекающиеся поверхности могут быть неплоскими, иметь стреловидную и (или) затупленную переднюю кромку, обтекаться в условиях ненулевого продольного и даже поперечного градиентов давления. Особо следует выделить подкласс течений, индуцированных несимметрично развивающимися пограничными слоями. В отмеченных ситуациях возникает ряд особенностей течения, заметно усложняющих как проведение экспериментальных исследований, так и решение задачи в рамках даже современных численных подходов. При этом совершенствование последних пока еще ограничено отсутствием должного понимания физической структуры течения и эффективных моделей турбулентности. [c.69]

Несмотря на несомненные достижения в исследованиях пространственных пристенных турбулентных течений в угловых конфигурациях, имеющаяся информация свидетельствует о том, что специалист, работающий над аэродинамикой самолета (равно как и специалист по доводке элементов теплотехнического и энергетического оборудования) и озабоченный необходимостью точного определения характеристик течения в областях сопряжений аэродинамических поверхностей или других технических устройств, стоит перед сложной задачей. Существующие теоретические методы и подходы пока не дают вполне адекватных предсказаний важнейших параметров течения, поскольку не существует универсальной модели турбулентности, которая обеспечивала бы приемлемые результаты при обтекании конкретной геометрической конфигурации. В то же время получение надежной экспериментальной информации становится все более дорогим занятием, а в ряде случаев спектр требуемой информации настолько широк, что это становится непозволительной роскошью. Очевидно, что для дальнейшего продвижения в решении проблемы существуют два возможных подхода, которые сами по себе не являются новыми, но в данном случае особенно актуальны. [c.354]

В двух последуюгцих главах рассматриваются основные подходы и методы математического и физического моделирования гетерогенных потоков. Вся история развития естествознания подтверждает обоюдную значимость и взаимодополнение теоретических и экспериментальных методов исследования. В построении теории любого физического явления (каким бы сложным или простым оно ни казалось при первоначальном рассмотрении) нельзя преуменьшать роль тех или иных методов исследования. Вышесказанное хорошо подтверждает вся история развития теории турбулентных однофазных и многофазных течений. В последние годы в связи с бурным развитием вычислительной техники большую роль в развитии теории двухфазных потоков начали играть методы математического моделирования (численные методы). Использование этих методов позволяет решать системы сложных дифференциальных уравнений и получать детальную информацию о тонкой структуре гетерогенных потоков. Интенсивный прогресс вычислительных машин дал также мошный импульс развитию методов экспериментального исследования. Использование быстродействующих процессоров позволяет проводить измерения тонких структурных характеристик гетерогенных потоков в реальном времени. [c.6]

Несмотря на значительный интерес многочисленных групп исследователей во всем мире к изучению гетерогенных потоков и большое количество работ, имеющаяся на сегодняшний день теория многофазных турбулентных течений несовершенна. Вероятно, это связано с двумя обстоятельствами. Во-первых, это вызвано тем, что теория однофазных турбулентных течений сплошных сред к настоящему времени далека от своего завершения. Во-вторых, добавление в турбулентный поток (и без того сложный) дисперсной примеси в виде частиц сильно осложняет картину течения. Прежде всего это связано с большим разнообразием свойств вводимых частиц, которое приводит к реализации многочисленных режимов течения газовзвеси. Варьирование концентрации частиц — основной экстенсивной характеристики гетерогенных потоков — позволяет не только изменять количественно параметры исходного течения и движения частиц, но приводить и к его качественной перестройке (например, переходу ламинарного режима течения в турбулентное, а также к обратному эффекту, т. е. реламинаризации течения). Вследствие этого методы экспериментальных и теоретических исследований, используемые в классической механике однофазных сплошных сред, зачастую не могут быть использованы для изучения гетерогенных потоков в принципе. Имеющиеся экспериментальные данные зачастую носят отрывочный и противоречивый характер, а физические представления и развитые математические модели не могут быть признаны удовлетворительными. Сказанное выше сдерживает развитие механики гетерогенных сред. Несмотря на это, потребности практики и логика развития науки настойчиво требуют постоянного совершенствования теории гетерогенных течений. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология