Структурная турбулентность

Первоисточники идей этого нового полуэмпирического направления заложены в фундаментальных исследованиях А. Н. Колмогорова по локальным законам турбулентности, А. А. Таунсенда, использовавшего уравнение турбулентной энергии при составлении уравнений для напряжения трения, и еще некоторых других авторов. Удовольствуемся цитированием источников, непосредственно относящихся к современному прогрессу этих методов. Упомянем прежде всего работу И. Ротта ), в которой, по-видимому впервые, была сделана попытка установления уравнений, включающих в себя осредненные структурные турбулентные характеристики. [c.755]

Хотя термин перемежаемость появился недавно, подобные процессы рассматривались уже довольно давно под более удачным, на наш взгляд, названием — структурная турбулентность (см., например, работы [537, 538], где имеется подробная библиография). В частности, появление структур в хаотическом режиме простой диссипативной модели описано в работе [530]. Такие флуктуирующие структуры часто встречаются и в гамильтоновых системах. Типичный пример —движение в узком стохастическом слое сепаратрисы маятника (резонанса) ( 3.5). Здесь имеются три структуры (вращение в двух направлениях и колебания), между которыми происходят случайные переходы.— Прим. ред. [c.485]

В [Л. 113] гидросмесь трактуется как сумма двух потоков фиктивных континуумов (жидкости и частиц). В отличие от большинства других исследователей М. А. Дементьев специально подчеркивает эту фиктивность, оправдывая ее лишь приложимостью методов механики сплошной среды. В [Л. 113] для оценки надежности использования модели фиктивного континуума рекомендуется сопоставлять объем характерного структурного образования турбулентности, определяемого кубом поперечного масштаба турбулентности [c.29]

При дальнейшем увеличении скорости течения структурных жидкостей устанавливается турбулентный режим движения. Результаты отечественных и зарубежных исследований достаточно подробно приводятся в книгах [ 14, 35, 47]. Коэффициент теплоотдачи при движении и теплообмене вязкопластичных жидкостей можно определять из уравнений подобия, применяемых для характеристики теплообмена ньютоновских жидкостей. Только в этом случае при вычислении чисел подобия вместо динамической вязкости ц следует вводить эффективную вязкость т]. Тогда выражения чисел подобия примут следующий вид [c.305]

Следует отметить, однако, что в действительности турбулентность начинает зарождаться в потоке еш,е при наличии центрального ядра поэтому полностью ламинарный режим обычно не имеет места и структурный режим переходит непосредственно в турбулентный. [c.292]

Коэффициент к (как при структурном и ламинарном, так и при турбулентном режимах) можно определять также и по обычным формулам гидравлики ньютоновских жидкостей (4.47) и (4.54), вводя в них вместо Re так называемое эффективное число Рейнольдса Re p, определяемое по эффективной (кажущейся) вязкости (см. 40). [c.296]

Формула Г. Блазиуса справедлива до Ке=10 . Несмотря на свое эмпирическое происхождение, формула Блазиуса несет в себе достаточно информации для расчета турбулентного пограничного слоя. Это является следствием определенной структурной общности, которой обладает турбулентный поток в трубе и в пограничном слое. Для использования интегрального соотношения Кармана необходимо знать профиль скорости в турбулентном пограничном слое и трение на стенке. Получим. эти функции из формулы Блазиуса. [c.364]

Изменение структуры деформированного металла при нагреве и приближение ее к структуре недеформированного металла сопровождается уменьшением внутренней энергии (скрытой энергии наклепа) и восстановлением структурно-чувствительных свойств до значений, которыми металл обладал перед пластической деформацией. При этом свойства, структура и накопленная энергия могут восстанавливаться в несколько стадий. Это связано с неодинаковой подвижностью дефектов разного вида, зависимостью подвижности дефекта от характера дислокационной структуры и с различной степенью влияния разных дефектов на отдельные свойства. Так, подвижность вакансий много выше подвижности дислокаций. Подвижность дислокаций в материале, испытавшем только легкое скольжение, значительно выше, чем после множественного турбулентного скольжения. [c.136]

Влияние присадок ОДА на структурные характеристики парокапельного потока (на дисперсный состав дискретной фазы и интенсивность турбулентности) вызывает заметные изменения коэффициентов потерь кинетической энергии и коэффициентов расхода сопл. Исследования проводились на плоском суживающемся сопле и показали, что введение присадок ОДА с концентрацией С= (5-4-6) 10 б кг ОДА/кг НгО приводит к следующим результатам 1) способствует интенсификации процесса дробления крупных капель с уменьшением их среднего размера в 2—2,5 раза. При этом, что особенно важно, доля крупных капель существенно уменьшается 2) сглаживает волны на поверхности жидких пленок, что в свою очередь уменьшает напряжение трения на поверхности раздела фаз, а также на стенке и потери на трение в пограничных слоях 3) снижает потери кинетической энергии и коэффи- [c.304]

Сопоставление многочисленных опытных материалов указывает на сильную зависимость коэффициента теплоотдачи от структурных особенностей потока. Экспериментальный цилиндр, помещенный один раз в аэродинамическую трубу за плавным конфузором, через который воздух всасывается из большой емкости, а другой раз в ту же трубу, но за встроенным в нее вентилятором, на линии нагнетания, показывает разную интенсивность теплоотдачи, хотя все прочие условия сохраняются одинаковыми. За вентилятором величина а может оказаться раза в полтора выше, чем на входе в трубу из спокойной атмосферы. Это всецело объясняется очень высокой турбулентностью, создаваемой вентилятором и, напротив, слабейшей турбулентностью, характерной для начального участка аэродинамической трубы с плавным входом из атмосферы. Приведенная выше расчетная формула относится именно к таким условиям, когда турбулентность потока мала. Соображения по поводу влияния турбулентности на теплоотдачу единичного цилиндра будут нам полезны при обсуждении работы пакетов труб. [c.132]

Теория Буссинеска. Существо этой теории сводится к следующему. Турбулентные потоки Субстанции (векторной или скалярной) структурно аналогичны соответствующим молекулярным потокам, т. е. прямо пропорциональны градиентам соответствующей субстанции. Проиллюстрируем это на конкретном примере переноса импульса и теплоты. [c.59]

Таким образом, предсказанная нами общая гидродинамическая схема турбулентного потока и ее основной структурный элемент подтверждены экспериментально. [c.64]

Таким образом, ротационную пластичность можно уподобить появлению турбулентных вихрей в жидкостях. Начало ротаций в металле свидетельствует о появлении нового механизма деформации, который присущ новому структурному состоянию. Он возникает на фоне затухания дислокационного механизма, но работать без подпитки, которая задает начальный упругий разворот за счет градиентов плотности дислокаций Ар Ар не может. [c.38]

При турбулентном течении на главное движение жидкости, происходящее вдоль обтекаемой поверхности, налагается поперечное движение, обеспечивающее перенос массы и обмен импульсами в поперечном направлении. Структурные исследования турбулентных потоков показали, что они состоят из вихревых образований различных размеров и интенсивности. В результате течение приобретает ярко выраженный нестационарный характер с пульсациями скорости в широком диапазоне частот. Крупные вихри порождают низкочастотную пульсацию, а мелкие—высокочастотную. Влияние молекулярной вязкости на этот процесс оказывается очень малым, и в известной степени турбулентное течение представляет собой сложное движение идеальной жидкости, в пределах которой вращается бесконечное число вихрей различных размеров и форм. Перенос массы через любую поверхность приводит к изменению количества движения и, следовательно, эквивалентен появлению в потоке добавочных сил, которые часто называют в противовес молекулярным силам силами турбулентного трения. Термин трение применительно к турбулентному потоку носит условный характер, и, подчеркивая эту условность, говорят о кажущемся (виртуальном) трении. Сопротивление каналов при переходе к турбулентному режиму тече-164 [c.164]

Изложенное структурное деление турбулентного потока имеет не только качественное, но и количественное значение, так как существующие в структурных описаниях турбулентности закономерности включают в себя, как правило, эти основные три масштаба турбулентности . [c.627]

В частности, в осесимметричных струях такие структуры идентифицируются с неустойчивостью вихревого слоя и его сворачиванием в концентрации завихренности — вихри. Снос этих вихрей вниз по потоку сопровожцается процессом их последовательного слияния попарно, что и определяет расширение слоя смешения. Каскад попарных слияний вихрей заканчивается образованием последовательности клубков. В конце начального участка крупномасштабные клубки разрушаются и генерируют мелкомасштабную турбулентность. Взаимодействие упорядоченных, когерентных структур с хаотическим турбулентным фоном определяет динамику развития структурного турбулентного движения. [c.127]

Ньютоновская жидкость не разрушится при установившемся течении. При неустановившемся состоянии простая ньютоновская жидкость может разрушиться из-за рейнольдсовской турбулентности, а обобщенная ньютоновская жидкость, обладающая структурной вязкостью, может разрушиться раньше из-за структурной турбулентности. [c.237]

Структурный анализ стохастического поведения динамических систем. В кн. Структурная турбулентность/Под ред. М. А. Гольдштика. Новосибирск Изд. Ин-та теплофизики СО АН СССР, 13—48. [c.630]

Структурная турбулентность./Ред. Гольдштик.— Новосибирск, Институт теплофизики СО АН СССР, 1982. [c.520]

Результаты расчета, проведенного на основе предложенного механизма, показали хорошее согласие с экспериментальными данными [140]. Применение такого подхода особенно эффективно при расчете работы вихревой трубы на режиме ц = 1 (когда горячий конец полностью заглушен). Следует отметить, что источником работы А, затрачиваемой на совершение микрохолодильных циклов, является энергия турбулентности, однако, саму ее структуру в [93, 94, 210] явно не учитывали, а необходимые энергетические соотношения получали на основе первого закона термодинамики. Последнее обстоятельство во многом определяет погрешность модели и в то же время подсказывает путь дальнейшего ее совершенствования, смысл которого состоит в детальном рассмотрении динамики турбулентного моля, времени его жизни I, масштаба и других характеристик как структурного элемента турбулентного потока. [c.122]

Визуализация движения потока позволяет раскрыть некоторые структурные особенности этого движения. При числах Рейнольдса, близких к критическим (Ке Ке,,р), наблюдаются волнообразные (колебательные) перемещения частиц среды поперек потока. С увеличением числа Рейнольдса амплитуды волн растут, при этом волны взаимодействуют, создавая хаотическое движение вязкой среды во всех направлениях. Возникшие в ламинарном потоке турбулентные центры сравнительно быстро увеличиваются в поперечном направлении, образуя так называемые турбулентные пробки . Э. Р. Лингрен, наблюдая продвижение турбулентной пробки через два сечения трубы, а также измеряя давление в этих сечениях, определил местную скорость турбулентной пробки /322 - 364/. Измерения показали, что местная скорость на переднем конце турбулентной пробки больше местной скорости на заднем конце пробки. Турбулентные пробки по мере своего продвижения по трубе растут, сливаются друг с другом и образуют ра ши-тое турбулентное движение /128, 238, 328/. [c.11]

На рис. 17.5 показана структурная схема использования системы К-200, разработанной в рамках АСЭТ, для автоматизации измерений при исследовании турбулентных течений с малыми добавками полимеров между вращающимися коаксиальными цилиндрами [5]. При постановке опытов на установке регистрируются следующие параметры скорость вращения внешнего цилиндра температура жидкости в зазоре среднеквадратичное значение и спектр пульсаций давления на стенке время от начала измерений. [c.349]

Считается [14, 47], что установивщийся структурный режим наступает при Ке < 2000, а турбулентный режим течения начинается при Ке = 3000- 4000. [c.305]

Селевые потоки подразделяются на несвязные и связные в зависимости от преобладающих в их составе массы грунтов и соотношения сил сцепления между взвешенными частицами. По составу различают селевые потоки воднопесчаные, водно-каменные, грязе-каменные, камне-грязевые и др. При движении селей наблюдают ламинарный, турбулентный и структурный режимы движения. Последний характерен для неньютоновских жидкостей с определенными значениями консистенции твердых составляющих, плотности, вязкости и начального касательного сопротивления селевой массы. [c.308]

Глубина структурно измененных поверхностных слоев при взаимодействии со скоростным воздушным потоком может меняться в широких пределах. Основными влияющими факторами являются скорость потока, температура испытаний, условия обтекания (ламинарный, турбулентный, угол атаки), агрессивность газовой среды, а также природа, состав и свойства материала. Микрорент-генографические исследования на никеле показали, что наиболее сильные искажения сосредоточены в верхних поверхностных слоях (рис. 6) и постепенно затухают по мере удаления в глубину. [c.88]

Нетрудно показать, что в локально однородном поле турбулентной атмосферы, для которого структурная функция пространственной флуктуации диэлектрической проницаемости подчиняется закону двух третей Колмогорова — Обухова [32], радиус корреляции показателя преломления равен pi nx) = = 0,35 La, где Lo — внешний масштаб т)фбулентности. Следовательно, в пределах Lo значения п целесообразно контролировать не менее чем в трех точках или на отрезках, равных 0,35 Lo. Такое значение рл(/гх) получается при использовании известной связи между диэлектрической проницаемостью воздуха и его показателем преломления (см. п. 27). Практика оценки показателя преломления при интерференционных измерениях длин соответствует данному соотношению. [c.108]

Преломление СМВ в атмосфере из-за влияния водяно- ll) пара превосходит преломление эл.-магн. волн в оп-тич. диапазоне и, возрастая с ростом зенитного угла, достигает значений 30—40. Загоризонтное распростра-, -иевие СМВ незначительно и связано гл. обр. с волно-йодным распространением, к-рое возникает в случаях, -когда в приземном слое атмосферы градиент коэф. преломления dnldh < —1,57 10 км" . Флуктуации -йптенсивности СМВ вследствие турбулентности атмосфе- фн при величине структурной постоянной С = 10"1 [c.417]

Экспериментальная проверка основной структурной схемы турбулентности была впервые произведена Веске и Планкольтом с помощью прибора, предложенного автором. Первоначальные результаты, без сом- [c.64]

Исследования критических режимов при высокой влажности до сих пор еще не проведены с необходимой полнотой. Теория и эксперимент отчетливо подтверждают, что и в этом случае градиенты давления в горловых сечениях достигают максимальных значений. При больших градиентах давлений резко возрастает метастабильность течения и уменьшаются коэффициенты скольжения. Однако в сильно градиентных конфузорных потоках заметно снижается интенсивность турбулентных пульсаций [Л. 55] и уменьшается значение частотно-структурного параметра (см. гл. 4), что должно приводить к уменьшению скорости распространения слабых возмущений. При большой влажности необходимо также считаться с возможностью заметных и многократных изменений структуры течения. Как известно, в этих случаях движение может сопровождаться переходом от капельно-пленочной структуры к пробковой, пенообраз- [c.216]

Однако отождествление плавления и разрушения не имеет физического обоснования, поскольку переход металла в жидкое состояние не означает его разрушения, так как силы межатомного взаимодействия по причине своей центральности при этом не разрушаются. Разругав ие, а для жидкости - кавитаг ия — это образование в системе новой свободной поверхности (за искчючением внешней) происходящее лишь после перехода метай ю через ряд последовательных структурных состояний. Известно, что кавитация жидкости возникает при больших значениях числа Рейнольдса после появления турбулентных вихрей, которые, как известно, представляют собой диссипативные структуры жидкости. [c.76]

Различают два типа такого рода вибраций структурный шумоволновой процесс, распространяющийся по конструкциям, непосредственно связанным с источником вибраций, -валопроводам, трубопроводам, фундаменту, и воздушный шум, обусловленный ихтучением колебательной энергии вибрирующих частей машины или связанных с нею конструкций в окружающую их воздушную среду воздушный шум может иметь также и аэродинамическое происхождение и порождаться турбулентным характером течения воздушного потока на всасывающих или Б нагаетательных и выхлопных трактах газотурбинных установок, систем охлаж- [c.431]

Если предположить справедливой для любого вида материала теорию максимального касательного напряжения Кулона, то можно было бы сказать, что в жидкости -г не должно превышать определенного максимального значения. В противном случае, поскольку отсутствует какой-либо определенный предел для касательное напряжение могло бы возрастать беспредельно, и вода была бы прочнее стали. В весьма ранней работе (1911 г.) я предположил, что у жидкости есть прочность на сдвиг, так же как и у твердого тела, и когда она превышается, течение становится разрывным, т. е. в случае рис. I. 4 будет обрыв прямой линии, представляюш ей повышение скорости от нуля до V. Отсутствуют какие-либо данные в поддержку этой точки зрения по отношению к простой ньютоновской жидкости, однако Оствальд и Ауэрбах (Auerba h, 1926 г.) утверждают, что в жидкостях, обнаруживающих структурную вязкость, турбулентность наступает задолго до того, как достигается критическая скорость Рейнольдса. Они предполагали, что причиной является внутреннее разрушение структуры системы, которое вызывает появление вихрей таких же, какие появляются при турбулентности. [c.225]

Раствор, обладающий структурной вязкостью, должен, следовательно, быть слабее чем его растворитель. В то время как последний мог бы выдерживать сдвигающие напряжения до появления рейнольдовской турбулентности, первый разрушился бы до этого, а именно когда разрушается структура дисперсной фазы (Рейнер, 1926, 2). [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...