Перемежаемость турбулентности

Рассмотрим медленно расширяющийся турбулентный поток. Это может быть струя, след за телом, течение в трубе или пограничном слое. Одна из характерных черт таких течений состоит в перемежаемости турбулентности, т.е. нерегулярном чередовании областей потенциального и завихренного (вполне турбулентного) течений. Вещество, находящееся во вполне турбулентной жидкости, не может проникнуть за ее границы. [c.361]

Перемежаемость турбулентности и спектр флюктуаций диссипации энергии, Изв. АН СССР, сер. геофиз., № 3, 408—413. [c.695]

Переход к турбулентности через перемежаемость [c.183]

Результаты экспериментов показывают, что процесс перехода от ламинарного режима в турбулентный имеет сложный характер и может быть описан с помощью коэффициента перемежаемости , представляющего отношение площади нормального сечения турбулентной части потока к площади всего потока при данном числе Рейнольдса в данный момент времени (для ламинарного режима движения О, а для развитого турбулентного движения у 1. В зависимости от величины ко- [c.52]

На рис. 6.17 приведена полученная И. Ротта экспериментальная зависимость коэффициента перемежаемости от расстояния л , отсчитываемого от входа в трубу при разных числах Re. Ход кривых показывает, что в диапазоне переходных чисел Re = = 2300. .. 2600 полностью турбулентный режим устанавливается на тем большем расстоянии от входа, чзм меньше число Рейнольдса. [c.156]

В переходной области форма профиля скорости уже не сохраняется параболической, а зависит от коэффициента перемежаемости. Поскольку здесь возможно существование как ламинарного, так и турбулентного режима, то одному и тому же числу Рейнольдса могут соответствовать разные профили скорости. [c.168]

Характер течения в переходной области пограничного слоя имеет общие черты с переходными явлениями в трубах. Так, наблюдалось, что турбулентность возникает в ограниченных зонах в виде локальных турбулентных пятен, за пределами которых поток сохраняет ламинарную структуру. Турбулентные пятна распространяются вниз по течению и образуют явление перемежаемости, аналогичное тому, какое встречается на переходных [c.398]

В то время как физика ламинарного движения достаточно хорошо изучена, о турбулентном и перемежаемом движениях этого сказать нельзя. Известный физик Р. Фейнман, говоря об отсутствии теории турбулентных потоков в трубе, указал, что ее создание является центральной проблемой, задачей номер один всей современной физики. Еще Г. Галилей указал, что легче изучать движение светил небесных, чем познать законы движения воды в ручейке . [c.244]

Мерой перемежаемости в любой точке является коэффициент перемежаемости у, равный доле времени существования турбулентного режима в этой точке, т. е. , [c.245]

Следовательно, при полностью ламинарном движении коэффициент перемежаемости будет равен нулю, а при полностью турбулентном — единице. [c.245]

Течение в переходной области не является стабильным. Турбулентность появляется в некоторой части пограничного слоя, затем турбулентно текущая жидкость уносится потоком. Смена ламинарных и турбулентных состояний течения происходит через неравномерные промежутки времени. Такое перемежающееся течение характеризуют коэффициентом перемежаемости . Коэффициент перемежаемости указывает, какую долю некоторого промежутка времени в определенной области жидкости существует турбулентное течение. Следовательно, коэффициент (0=1 означает, что течение все время турбулентное, а коэффициент <в = 0 показывает, что течение все время ламинарное. Таким образом, граничные значения л кр и х р2 приобретают характер осредненных во времени значений. [c.191]

На рис. 8-2 приведены данные по распределению коэффициента перемежаемости в турбулентном пограничном слое на гладкой пластине по [Л. 217]. Результаты измерении достаточно хорошо аппроксимируются уравнением [c.214]

Об этом свойстве говорят как о перемежаемости турбулентности. Его надо отличать от аналогичного свойства структуры движения в глубине тур-бз лентной области, которое тоже наз1лвают неремежасмостью. В этой книге но рассматриваются существующие модельные иредставления об этих явлениях. [c.210]

Перемежаемость турбулентности, впервые замеченная у края турбулентного пограничного слоя, наблюдалась Корзином в кольцевой области у зоны диффузии. Эта перемежаемость начинается приблизительно на таком расстоянии от оси, где ы = = 0,5иш, и распространяется наружу почти на удвоенное это расстояние. На рис. 137 приведены осциллограммы, иллюстрирующие это явление. [c.367]

В п. 6.6 мы уже указывали на перемежаемость турбулентности во внешних частях турбулентного пограничного слоя. В свободных турбулентных течениях зона перемежающейся турбулентности оказывается, однако, значительно более широкой, чем в пограничных слоях если в пограничных слоях перемежаемость практически наблюдается в пределах расстояний от стенки от 0,46 до 1,26, то, например, в плоском турбулентном следе, согласно Корсину и Кистлеру (1954), она имеет место в зоне от 2 = 0,41 (х) (где 2 — поперечная координата) по меньшей мере до г = 3,2Ь(х). Кроме случаев свободной турбулентности внешней части турбулентного пограничного слоя (во многом схожей со свободными турбулентными течениями) перемежаемость турбулентности и четкие подвижные границы между турбулентной и нетурбулентной частями течения наблюдаются, как мы знаем, и в случае течений в трубах и пограничных слоях при не слишком малых, но и не слишком больших числах Рейнольдса, способствующих возникновению турбулентных пробок и пятен (см. выше п. 2.1), а также и в некоторых других случаях (см., например, обзор Коулса (1962а)). Можно думать, что подобные явления вообще [c.318]

Подобное же явление перемежаемости турбулентной и ламинарной фаз ков-вективного течения наблюдается и при небольших числах Прандтля [9]. [c.502]

Чтобы понять, как может повлиять распределение вероятностей для е на локальные характеристики поля и х, Е), рассмотрим простейшую модель турбулентности, в которой диссипация е х, I) не меняется в пределах отдельных пространственно-временнйх Областей О с пространственными размерами, много большими т], й временными размерами, много большими т , но в различных таких областях е может принимать разные значения. Предположим, например, что е с вероятностью 1/2 может оказаться равным е = (1— )е и с вероятностью 1/2 равным e2 = (l + Y)e. где у — некоторый числовой коэффициент, характеризующий степень перемежаемости турбулентности. В каждой области О распределение вероятностей для приращений и(х, очевидно, может зависеть только от значения е в этой области (равного потоку энергии от крупномасштабных турбулентных образований к мелкомасштабным, наблюдаемому в пределах О). Поэтому, например, законы дв) третей и пяти третей для поля скорости в некоторых областях О будут иметь вид [c.518]

Математическая модель перемежаемост турбулентного потока, Докл. АН СССР, 168, № 6, 1279—1282. [c.694]

И Такенсу переход к турбулентности через последовательность бифуркаций удвоения (механизм Фейгенбаума) переход к турбулентности через перемежаемость турбулентного и ламинарного течений. Остается открытым вопрос о физических условиях, при которых оказывается возможным тот или иной путь перехода к турбулентности. Открытым, в частности, остается вопрос об области существования трехчастотных квазипериодических движений (трехмерных торов), которые наблюдаются, например, при течениях между вращающимися цилиндрами. [c.10]

В переходной области распределение скоростей попеременно становится то турбулентным, то ламинарным /261, 366/, смена ламинарных и турбулентных состояний происходит через неравномерные промежутки времени. Физический характер такого перемежающегося движения можно описать коэффициентом перемежаемости /, указывающим, какую долю некоторого промежутка времени в определенном месте 1гру-бы существует турбулентное движение. По измерениям И. Ротта /368/ при постоянном числе Рейнольдса коэффициент перемежаемости возрастает с увеличением расстояния от входа в трубу наоборот, частота смен ламинарного и турбулентного состояний с увеличением расспгоя-ния от входа в трубу уменьшается. При числах Рейнольдса, лежащих вблизи Ке 2000, окончательный переход ламинарного движения в турбулентное происходит на очень большой длине трубы. При боль- [c.11]

Течение в переходной области пограничного слоя аналогично течению в переходной области в трубах. Так, наблюдалось, что турбулентность возникает в ограниченных зонах в виде локальных турбулентных пятен, за пределами которых поток сохраняет ламинарную структуру. Турбулентные пятна распространяются вниз по течению и прив-адт к перемежаемости, аналогичной той, которая имеет место нг аереходных режимах в трубах. Наряду с этим на переходных у хтках происходит обмен жидкими объемами между внешним потоком и пограничным слоем через его внешнюю границу, что обусловливает другой тип перемежаемости. [c.363]

Между внешней областью и внешним безвихревым потоком лежит еще одна область, получившая название надслоя. Для нее характерны явления нестационарности и перемежаемости, обусловленной периодическим проникновением в иадслой малотур-булизованных масс из внешнего потока и восстановлением степени турбулентности, присущей пограничному слою. [c.367]

Описанный в этом параграфе характер течения и соответствующие ему зависимости имеют место только при устойчивом ламинарном режиме, т. е. при Re < Re p. При значениях Re > R kp возможно нарушение ламинарного характера течения и возникновение турбулентности. Механизм перехода от ламинарного течения к турбулентному достаточно сложен и, несмотря на многочисленные исследования, выяснен не полностью. Тем не менее можно дать хотя и схематичное, но достаточно близкое к реальной картине описание движения при околокритических числах Re, Так, при числах Re, немного меньших Квкр, в ламинарном потоке периодически появляются кратковременные очаги турбулентности, которые могут на отдельных участках заполнять все сечение потока, образуя турбулентные пробки . Этот переходный процесс можно характеризовать долей А/ некоторого интервала времени Т, в течение которой в данной точке потока существует турбулентный режим. Величину у = At/T называют коэффициентом перемежаемости. По мере возрастания числа Рейнольдса, а также при удалении от входа в трубу величина у непрерывно возрастает. [c.167]

Опыты последних лет показали, что переход к турбулентному движению происходит постепенно. Вначале по мере приближения числа Re к критическому в ламинарном потоке образуются лишь отдельные очаги, или так называемые облачки , пятна или пробки , имеющие турбулентный характер. Затем их количество увеличивается и при числах Re больше критических весь поток становится полностью турбулентным. Это явление, имеющее место не только в трубе, но и во всех других потоках, как указывалось выше, называется перемежаемостью. [c.244]

В свою очередь обе области делятся еще на две подобласти собственно турбулентных движений (внутренняя и внешняя) и нетурбулентные внутри — ламинарный подслой и вне — над-слой перемежаемости. В табл. XIII.2 приведены характеристики областей турбулентного пограничного слоя. По структуре слой можно разделить на три области собственно турбулентное ядро (внутреннее и внешнее) подслой и надслой. Никаких резких границ между областями не существует. [c.327]

Для переходной зоны вводится понятие коэффициента перемежаемости у, показывающего долю времени, в течение которого наблюдается турбулентный режим. Если Re< 2300, то у=0 при развитом турбулентном режиме у=1. В переходной зоне коэффициент перемежаемости оценивается соотношением [c.50]

Перейдем к рассмотрению теплоотдачи при турбулентном движении жидкости в трубе. Развитый турбулентный режим течения в трубе осуществляется при Re lOOOO. В диапазоне 2300Re1 O в трубе наблюдается переходный режим течения — неустойчивый режим, характеризующийся сменой ламинарного и турбулентного потока. Такое состояние характеризуется так называемым коэффициентом перемежаемости, O io l, представляющим собой относительное время существования турбулентного потока величина 1—со приходится на долю ламинарного потока. Надежные рекомендации по расчету теплоотдачи при переходном режиме пока не разработаны. Поэтому возможны лишь оценки по минимальному и максимальному коэффициентам теплоотдачи для ламинарного и турбулентного режимов соответственно с учетом коэффициента перемежаемости. [c.386]

Перемежаемость. Предположим, что выполнены условия предыдущего следствия, либо условия теоремы п. 4.5, т. е. у векторного поля существует странный аттрактор для е>0. Рассмотрим произвольную непрерывную функцию ф(х) на фазовом пространстве. Пусть x=x t)—траектория, принадлежащая странному аттрактору. Тогда график функции ij3(A (f)) в общем случае имеет следующий вид длинный цуг близких к периодическим осцилляций — на этом интервале времени изображающая точка находится в малой окрестности исчезнувшего цикла — затем турбулентный всплеск, затем снова интервал периодичности и т. д. Такой режим был назван в [170] перемежаемостью. Перемежаемость свидетельствует о бифуркации возникновения странного аттрактора при исчезновении полуус-тойчивого цикла и часто встречается в моделях реальных "про-цесов (см., например [63], [171]). [c.122]

Гидродинамический начальный участок наблюдается как при ламинарном, так и при турбулентном течении. Однако при Ке > Кекргтечение в начальном участке может развиваться своеобразно. В передней части трубы может существовать ламинарная форма течения. Образующийся ламинарный пограничный слой при достижении критической толщины переходит в турбулентный. Толщина последнего быстро растет, пока це заполнит все течение трубы. Зона начального участка в месте изменения режима течения характеризуется перемежаемостью движения. Изменение, режима течения может произойти и за пределами начального гидродинамического участка. [c.201]

Турбулентный П. с. По мере увеличения расстояния вдоль поверхности тела местное число Рейнольдса возрастает и начинает проявляться неустойчивость ламинарного течения по отношению к малым возмущениям. Такими возмущениями могут служить пульсации скорости во внеш. набегающем потоке, шероховатость поверхности и др. факторы. В результате ламинарная форма течения переходит в турбулентную, при этом на главное осреднённое движение жидкости или газа в продольном направлении накладываются хаотич., пульсац. движения отд. жидких конгломератов в поперечном направлении. В результате происходит интенсивное перемешивание жидкости, вследствие чего интенсивность переноса в поперечном направлении кол-ва движения, теплоты и массы резко увеличиваются. Потеря устойчивости и переход к турбулентному режиму течения внутри П. с. происходят при нек-ром характерном числе Рейнольдса, к-рое наз. критическим. Величина Яскр зависит от мн. факторов — степени турбулентности набегающего потока, шероховатости поверхности Маха числа М внеш. потока, относит, темн-ры поверхности, вдува или отсоса вещества через поверхность тела и др. Поскольку переход ламинарного режима течения в турбулентный связан с потерей устойчивости, то сам этот процесс не является достаточно стабильным, вследствие чего имеет место перемежаемость режима течения в пределах нек-рой области, к-руго называют областью перехода. [c.663]

Величина К с точностью до коэффициента перемежаемости иредставляет собой форму обратного турбулентного числа Рейнольдса. Имеющиеся опытные данные пока.аывают, что коэффициент К изменяется с изменением градиента давления [c.213]

Опытные данные по коэффициенту перемежаемости получены в [Л. 216]. При измерении турбулентности во внешней части слоя замечено, что с приближением к границе слоя движение в одной и той же точке попеременно становится то турбулентным, то нетурбулент-пым. При таком двойственном характере движения, наблюдаемом также при движениях в следе и струе, проявляется нерегулярность отчетливо очерченной границы между турбулентным пограничным слоем и невозмущенным потоком. Наблюдаемая резкая граница между турбулентным и нетурбулентным движениями не является границей пограничного слоя. Коэффициент перемежаемости у характеризует нерегулярность внешней границы турбулентного пограничного слоя. Оп представляет собой отношение части времени, когда течение в рассматриваемой точке турбулентно, ко всему времени наблюдения. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...