Методы управления ламинарно-турбулентным переходом

Методы управления ламинарно-турбулентным переходом [c.259]

Подытоживая содержание настоящей главы, еще раз отметим, что возникновение отрыва пограничного слоя в условиях гидродинамической неустойчивости и его воздействие на переход к турбулентности — две стороны проблемы, которая, несмотря на длительную историю исследований, вызывает неослабевающий интерес. Изложенный материал дает представление об одном из направлений современных работ по переходным отрывным течениям. Подход к решению проблемы заключается в изучении нестационарных явлений, протекающих в областях отрыва, и механизмов взаимного влияния отрыва пограничного слоя и ламинарно-турбулентного перехода. Этот путь исследований в теории и эксперименте представляет собой следующий шаг в изучении переходных отрывных течений, позволяющий получить новые сведения об их фундаментальных свойствах и уточнить представления, основанные на результатах параметрических исследований отрыва пограничного слоя. Именно в этом направлении работ, по мнению авторов, лежат возможности построения более точных физических и теоретических моделей явления, которые необходимы, в конечном счете, для решения двух стратегических задач максимально точного предсказания характеристик течений и разработки оптимальных методов управления ими. [c.258]

Основная цель управления переходом к турбулентности заключается в его задержке — увеличении числа Рейнольдса перехода, имеющем ряд очевидных достоинств. Сопротивление поверхностного трения в ламинарном состоянии может быть на порядок величины меньше, чем в турбулентном течении (рис. 7.1). Для транспортных средств это позволяет увеличить расстояние, преодолеваемое при заданном расходе топлива, уменьшить отношение стоимости последнего к полезному объему. С другой стороны, турбулентные течения — это эффективный смеситель с относительно большими коэффициентами массо-, импульс-и теплопереноса, и они меньше подвержены нежелательному во многих случаях отрыву пограничного слоя. Поэтому в ряде приложений задача управления заключается не в задержке, а напротив, в ускорении ламинарно-турбулентного перехода. Практически турбулизовать течение, как правило, проще, чем поддерживать его в ламинарном состоянии, и в дальнейшем мы сконцентрируемся на методах достижения первой из указанных целей управления. [c.259]

Следуя физическим представлениям о природе ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое, основные методы управления можно разделить на две группы. В первую входят способы, смысл которых заключается в изменении характеристик устойчивости исходного течения. Возможность их применения основывается на том фундаментальном факте, что тур- [c.259]

Важными аспектами выбора оптимального метода управления ламинарно-турбулентным переходом являются стоимость соответствующей конструкции и ее обслуживания, сложность производства и возможные косвенные затраты, связанные, например, с экологией окружающей среды. Не исключено, что выгода по одному из пунктов перекрывается потерями по другому, поэтому часто на практике приходится искать компромиссные варианты [Оас1-е1-Нак, 1990а, 1990Ь]. [c.260]

Другая возможность управления переходом заключается в непосредственном влиянии на возмущения ламинарного течения, которые вызывают турбулизацию, модификацией граничных и начальных условий. Изменение свойств возмущений во внешней среде и их взаимодействия с обтекаемым телом, а следовательно, интенсивности и час-тотно-волнового состава волн неустойчивости в пограничном слое может быть достигнуто сглаживанием поверхности, уменьшением турбулентности внешнего течения и звука, а также колебаний тела, использованием механизмов защиты от пыли и подавлением волн неустойчивости путем их суперпозиции. Применение риблет для управления переходом в пограничном слое, согласно результатам последних исследований, также следует отнести к этой группе методов. Протяженность ламинарного участка течения может быть увеличена раздельным либо совместным применением различных способов управления, а также иными, реже употребляемыми методами. В числе последних — воздействие на переход испо.пьзованием явления кавитации и химических реакций. [c.260]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология