Течения гидродинамически подобные

Течения гидродинамически подобные 77 [c.596]

Если записать уравнения Навье — Стокса в безразмерном виде, то для двух гидродинамически подобных течений эти уравнения окажутся совершенно идентичными. [c.77]

Пусть имеется натурный объект (поток) (рис. 5.10), подлежащий гидродинамическому исследованию, и его модель. Все параметры натурного потока будем отмечать индексом 1, а модельного — индексом 2. Чтобы получить область течения, геометрически подобную натурному потоку, разделим все линейные размеры последнего на некоторое число nti — линейный масштаб и полученные результаты примем за соответствующие линейные размеры модельного потока. Число mi выбирают из практических соображений, которые диктуются, например, производственными возможностями лаборатории. [c.118]

Нам уже раньше приходилось пользоваться числом Рейнольдса (см. стр. 226), которое служит критерием наступления турбулентного режима течения. Это число характеризует также подобие двух гидродинамических течений. Так, если имеются, например, два течения жидкости (кинематические вязкости жидкостей и V,) в трубах радиусами Г] и со скоростями течений и то эти течения будут подобными, если числа Рейнольдса каждого из течений будут одинаковыми, т. е. если [c.397]

Нас будет интересовать движение и распределение частиц в поле гидродинамического потока и взаимодействие многофазной системы с границей. Эти процессы характерны для пылеуловителей и эжекторных скрубберов, а также для явлений испарения с разбрызгиванием, абляции, псевдоожижения, кипения. Хотя в настоящее время могут быть исследованы только некоторые простейшие нетривиальные решения, вначале будут рассмотрены случаи, для которых можно осуществить точные расчеты,— потенциальное и ламинарное движения, а в дальнейшем с введением полуэмпирических методов область исследования будет распространена на другие случаи течения. Важным вопросом, излагаемым в данной главе, является обоснование подобных решений в гидромеханике многофазных систем. [c.338]

Динамическое подобие выражается постоянством отношений сил одинаковой природы, действующих в сходственных точках кинематически подобных машин. В гидродинамических передачах основными являются силы инерции, давления и трения. Как известно, критериями подобия в это случае будут числа Эйлера и Рейнольдса [3, 111. Если течение жидкости в проточной части машин находится в области автомодельности (см. 5.5.4), то для соблюдения подобия достаточно сохранения постоянным числа Эйлера. [c.230]

В качестве первого примера рассмотрим случай малого кругового отверстия в скручиваемом круглом валу ) 170). Влияние этого отверстия на распределение напряжений подобно введению неподвижного сплошного цилиндра того же диаметра, что и отверстие, в поток циркулирующей жидкости гидродинамической модели. Такой цилиндр резко изменяет скорость течения в окрестной к нему области. [c.333]

В результате возможность применения гидродинамической теории теплообмена в рассматриваемом случае оказывается под вопросом. Однако исследования показали, что в потоках с высокой турбулентностью различие профилей скорости и температуры невелико [19] и их можно считать подобными и, следовательно, применять гидродинамическую теорию теплообмена. Для случая течения в трубах остаются справедливыми соотношения (7.91), например St = Су/2, а с учетом (7.108) получим [c.148]

В инженерных задачах число Ей является искомым и отражает безразмерную потерю давления (при течении в трубе, поперек пучка труб и т. и.). Число Эйлера —число гидродинамического подобия. Для подобных гидродинамических процессов числа Эйлера равны [c.335]

При течении электропроводящей жидкости или ионизованного газа по каналу, находящемуся в поперечном магнитном поле, в газе возникает индуцированный электрический ток, который может быть выведен с помощью электродов наружу, Таким образом, поток электропроводящей газа жидкости или газа при наличии магнитного поля может служить генератором электрической энергии подобные генераторы называют магни-то-гидродинамическими или сокращенно МГД-генераторами (рис. 7-24). [c.301]

В гл. II, III и IV уже была подвергнута анализу тесная связь между полями температур и скоростей в неизотермическом потоке жидкости. Как будет выяснено в дальнейшем, эта связь особенно сильна в потоке газа. В потоке жидкости с постоянными физическими свойствами (т. е. при не очень больших разностях температур) эта связь односторонняя, а именно поле температур суш,ественно зависит от поля скоростей, однозначно определяемого только гидродинамическими условиями. При этом существует такое течение, при котором поле температур строго подобно полю скоростей, и между интенсивностью теплоотдачи и гидродинамическим трением существует линейная связь. , [c.137]

В технических приложениях мы чаще всего сталкиваемся с задачами теплообмена, в которых происходит не изолированное развитие теплового пограничного слоя, а совместное развитие гидродинамического и теплового пограничных слоев. В литературе имеется несколько работ, посвященных решению этой задачи. Решения проводились преимущественно интегральными методами, так как в принципе эта задача подобна задаче теплообмена при развитии турбулентного пограничного слоя на наружной поверхности тела. Однако первая задача дополнительно осложняется тем, что на развитие турбулентного пограничного слоя сильно влияют условия на входе в трубу. Если вход в трубу выполнен в виде хорошо спрофилированного сопла, формирующего профиль скорости во входном сечении, близкий к однородному, и если на входе имеется турбулизатор пограничного слоя, то развитие полей скорости и температуры в начальном участке близко к расчетному. Такие условия на входе специально создаются в лаборатории, а на практике встречаются довольно редко. Если не проводить искусственную турбулизацию пограничного слоя, на стенке будет развиваться ламинарный пограничный слой. В зависимости от числа Рейнольдса и степени турбулентности главного потока ламинарный пограничный слой может стать стабилизированным прежде, чем произойдет переход к турбулентному пограничному слою. В промышленных теплообменниках вход в трубу выполнен обычно далеко не в виде сопла. Значительно чаще вход представляет собой внезапное сужение. Во многих теплообменниках перед входом в трубки имеются колена. В любом случае на входе происходят отрыв потока и интенсивное образование вихрей, распространяющихся вниз по течению. Это значительно интенсифицирует теплоотдачу по сравнению с теплоотдачей к развивающемуся турбулентному пограничному слою, когда турбулентные вихри образуются только на стенке трубы. [c.235]

По всей видимости, обе точки зрения имеют право на существование, важно лишь определиться в границах их применимости. На первый план выходят физико-химические условия формирования и течения пены в пористой среде. Термодинамика сосуществования смачивающих пленок с ламеллами, влияние текстуры пены на критерии ее устойчивости и подобные вопросы становятся ключевыми. Не менее важна и гидродинамическая теория, учитывающая генезис основных структурных единиц пены и основанная на термодинамических представлениях о структурообразовании пены. Всем этим вопросам и посвящена предлагаемая читателю книга. [c.9]

В отличие от известной постановки задачи о течениях в пограничном слое при обтекании тел жидкостью функция др/дх в первом уравнении (1.1) не задана, а должна быть найдена, подобно тому, как это делается в задачах гидродинамической теории смазки [7]. Очевидно, чго в принятом предположении о постоянстве плотности р давление р х) в слое определяется с точностью до постоянной. Это же справедливо и при движении тел более общей формы при нахождении распределения давления в замкнутой полости, занятой расплавом. [c.171]

Это уравнение часто использовалось для расчета давления в течениях в пористых материалах. Нужно отметить, что хотя уравнение (8.5.8) в формальном отношении подобно по своему виду соотношению, приложимому и к вязкой несжимаемой жидкости как сплошной среде, в данном случае оно относится к движению в пористом теле. Ассоциированное поле скорости, описываемое уравнением (8.5.6), в этом случае не будет таким же, как для движения сплошной среды между твердыми стенками, описываемого уравнениями медленного движения. Если пористая среда не изотропна, К может зависеть от направления движения, и уравнение (8.5.8) не будет применимо. В равной степени его нельзя, конечно, использовать и для описания давления, передаваемого самими частицами слоя, или для анализа гидродинамических напряжений, действующих на обтекаемые тела и отличных от сил, направленных нормально к их поверхностям. [c.465]

Два течения вязкой жидкости (первое и второе) будем называть подобными, если значения соответственных гидродинамических величин, вычисленные для сходственных пространственно-временных точек, отличаются лишь некоторыми постоянными множителями. Эти множители могут быть разными для различных гидродинамических величин (один для скорости, другой для давления). [c.265]

Несомненно, что одной из наиболее острых проблем является проблема создания средств передвижения в воде с большими скоростями. Подобно тому как звуковой и тепловой барьеры в свое время были препятствием для освоения высоких скоростей прп движении в атмосфере, кавитация представляет своего рода барьер для достижения высоких скоростей движения в жидкой среде. В обоих случаях перед гидро- и аэродинамикой возникли новые задачи, требующие более глубокого проникновения в сущность физических микропроцессов, протекающих в реальной жидкой или газовой среде, и учета этих процессов для построения картины течения в целом. Решение этой задачи связано со значительными трудностями, поскольку кавитация представляет комплекс сложных п, как правило, быстропротекающих гидродинамических явлений, в которых существенную роль играет динамика свободных поверхностей, турбулентность, диффузия, фазовые переходы и т. д. Поэтому до сих пор существуют различные точки зрения на физическую природу отдельных стадий процесса кавитации и механизмов ее воздействия на элементы конструкций. [c.5]

Гидродинамическая кавитация не развивается в прямолинейном течении. Изменение направления или сближение линий тока является типичной особенностью процесса гидродинамической кавитации. Образование каверны вследствие изменения давления в потоке жидкости без изменения направления течения по своей природе ближе к кипению. Такая каверна не будет присоединенной. Пример подобного течения приведен на фиг. 5.3. Открытая с одного конца тонкая горизонтальная трубка соединена с трубопроводом большего сечения, по которому течет вода под давлением 3,16 ата при температуре 120 °С. Течение в горизонтальной трубке до точки В типично для всех однофазных течений жидкости. В точке А происходит местное падение давления, обусловленное ускорением течения от значения скорости в основном трубопроводе до скорости в горизонтальной трубке. Затем давление убывает почти линейно до точки В, в которой оно равно 2,11 ата. Это давление соответствует давлению насыщенного водяного пара при температуре 120°С. Здесь начинает образовываться пар, который сразу за этим сечением появляется в виде мелких пузырьков, поскольку далее вниз по течению вода перегрета. По мере дальнейшего понижения давления скорость парообразования быстро возрастает, так как степень перегрева увеличивается. В результате течение превращается в двухфазное и ниже по течению в нем появляется все больше пузырьков, размер которых увеличивается. В некоторой точке между точкой В и открытым концом [c.189]

Для сифонных водосбросов часто исследуются характеристики цикла наполнения, который зависит главным образом от скорости удаления оставшегося воздуха из сифона. В течение этого цикла вниз по вертикальному каналу сифона течет смесь воды с воздушными пузырями. Поскольку сброс не совсем свободный, давление изменяется по высоте, а это в свою очередь влияет на размеры уносимых потоком пузырей воздуха. При отсутствии подобия изменения размеров пузырей в модели и в натуре характеристики наполнения также не будут подобными. Объем каждого пузыря обратно пропорционален абсолютному давлению. Поэтому подобие изменения размеров пузырей в модели и натуре возможно только при подобном изменении абсолютного давления. Следовательно, если пренебречь плотностью газа, то отношение произведений атмосферного давления на плотность жидкости в модели и натуре должно быть равно отношению их характерных размеров. Однако в лабораториях только в исключительных случаях вместо воды используются другие жидкости. Более того, нет подходящих жидкостей, которые были бы значительно легче воды. Таким образом, с практической точки зрения, это требование означает, что исследования такого типа необходимо проводить в замкнутых установках, в которых атмосферное давление можно уменьшать пропорционально масштабу модели, т. е. для модели, изготовленной, например, в масштабе А, создавать давление, равное /4 атмосферного. Примерами установок для проведения экспериментов при пониженном атмосферном давлении могут служить гидродинамические трубы со свободной поверхностью, баллистические камеры с регулируемым давлением и бассейны с регулируемым давлением. Они будут описаны в разд. 10.10 и 10.13. [c.550]

Подобным же образом и эмпирические средние значения всех других гидродинамических характеристик течения, взятые по большой совокупности аналогичных опытов, обычно оказываются устойчивыми, т. е. лишь слабо отклоняются от некоторых постоянных чисел. Рассмотрим, в частности, характеристику [c.170]

Все подобные задачи имеют ряд интересных особенностей. Прежде всего, здесь естественным образом возникают новые постановки задач гидродинамической устойчивости. Обычно рассматриваются условия, при которых исчезает ламинарный характер течения жидкости и течение жидкости [c.73]

Гидродинамически подобными являются течения, в которых выполняются одновр еменно условия геометрического, кинематического и динамического подобия. [c.77]

Эллиптико-гиперболические течения обладают свойствами как эллиптических, так и гиперболических течений. В линейном случае решение представляется в виде суммы затухающего на бесконечности гладкого решения уравнения Лапласа и незатухающего разрывного (ударные волны) решения волнового уравнения (М. Н. Коган, 1960). Имеется несколько эллиптических областей течений. Лишь в одном из них течения качественно подобны дозвуковым течениям обычной газовой динамики. В других эллиптических течениях либо возмущенная скорость, либо воз--мущенное полное давление (гидродинамическое и магнитное) имеют знак, противоположный тому, который они имеют в дозвуковых течениях обычной газодинамики (М. Н. Коган, 1959). В соответствии с наличием большого числа различных областей течений имеется и большое число типов [c.439]

Выше уже говорилось о том, что из-за специфики жидких металлов как теплоносителей для анализа процессов теплообмена широко применяются решения гидродинамических задач в приближении к идеальной жидкости (стержневое течение) и решения для ламинарного течения. В случае продольнообтекаемых пучков роль подобных решений еще более возрастает. [c.164]

При рассмотрении условий подобия стабилизированного ламинарного течения несжимаемой жидкости было выяснено, что безразмерное поле скоростей w (I) не зависит от числа Ре, а безразмерный перепад давления Ра = р0 1 1Ы1Ь является постоянным числом. Таким образом, во всех геометрически подобных каналах стабилизированные ламинарные течения несжимаемой жидкости автоматически подобны и в гидродинамическом смысле, если в качестве безразмерных гидродинамических характеристик выбираются величины ш и Ьа. Это явление называется автомодельностью. [c.49]

Следовательно, даже в сравнительно простом случае установившегося турбулентного течения нет возможности использовать аналитические методы. В таких условиях коэффициент теплоотдачи следует определять с помощью широко известной аналогии Рейнольдса [22] в ее оригинальной или модифицированной форме. Эта аналогия позволяет связать трение и тепловой поток, используя стандартные безразмерные критерии. Затем с помощью гидродинамических измерений определяют параметры и трения, и теплообмена. Следовательно, данные пО теплообмену нужно получить эмпирически и скоррелировать их при помощи аналитических методик. Подобные данные для установившихся течений достаточно полно изложены в работах, посвященных теплообмену, особенно в превосходных монографиях Кэнса и Лондона [23, 24]. Разумеется, вопрос о том, в какой степени эти результаты применимы к нагревателю двигателя Стирлинга, остается открытым из-за отсутствия экспериментальных данных для таких условий течения. [c.249]

Таким образом, для подобия течений необходимо, чтобы при подобной геометрии течений были равны числа Маха и Кнудсена (или, Что то же самое, числа Маха и Рейнольдса), отношения температур T jT и т. д. Если состав газа и свойства поверхности тела одинаковы, то для подобия течений достаточно соблюсти лишь равенство чисел Маха, Рейнольдса и отношений температ ф как и в гидродинамическом приближении. [c.93]

Однако, как мы увидим ниже, линейная связь тензора напряжений и потока тепла с градиентами от гидродинамических величин является весьма частной и справедлива лишь для течений при малых числах Кнудсена, т. е. для течений, близких к локально-равновесным. В общем же случае течение не может быть описано с помощью одних только гидродинамических величин и система уравнений (1.8)—(1.10) не может быть замкнута. Поэтому необходимо вводить новые описывающие течение функции и строить уравнения, которым они должны удовлетворять при заданных условиях. Вообще говоря, для любого течения можно найти конечную или бесконечную совокупность макроскопических функций, с большей или меньшей точностью описывающих течение, и построить управляющие ими уравнения или, другими словами, построить соответствующую макроскопическую модель некоторой сплошной среды, которая в тех или иных отношениях ведет себя подобно газу, состоящему из молекул. (Так как молекулярный газ является системой с бесконечным числом степеней свободы, то соответствуюш ая ему сплошная среда, которая моделировала бы поведение газа во всех отношениях, должна определяться бесконечным числом параметров.) [c.96]

Кнэпп провел также динамические испытания [34], в которых он пытался определить кавитационные характеристики опрессованной воды в условиях реальных течений. Для этих опытов он использовал прецизионные стеклянные трубки Вентури, изготовленные с высокой точностью путем обжатия разогретого стекла на оправке из нержавеющей стали. Форма сопла и диффузора была выбрана из условия обеспечения монотонного понижения давления на участке до критического сечения сопла и безотрывного расширения в остальной части сопла. Эта форма геометрически подобна обводам соответствующих участков высокоскоростной гидродинамической трубы Калифорнийского технологического института. На фиг. 3.6 показана фотография одной из таких стеклянных трубок. В процессе эксперимента проба жидкости, заключенная в широкой цилиндрической части трубки, выдавливалась через калиброванное отверстие под действием внезапно приложенного перепада давления. Эксперимент обычно продолжался не более 1 с. При определении давления в самом узком сечении трубки учитывались гидравлические потери с помощью измеренной тарировочной зависимости. [c.96]

Плессет [37] использовал уравнения (4.19) и (4.21) для изучения паровой каверны при постоянных значениях параметров рп, аир, когда р определяется полем гидродинамического давления. Он применил свой метод для расчета кавитационных пузырьков, наблюдавшихся на оживальной головной части снаряда, описанного в разд. 4.2 и показанного на фиг. 4.1. Предполагая, что при малой плотности пузырьков в качестве Роо можно использовать давление при отсутствии кавитации, численным интегрированием получим результаты, подобные представленным на фиг. 4.5 и 4.6. Результаты расчета сравниваются с экспериментальными данными по развитию пузырька в начале и в конце периода роста. Расчетное время схлопывания несколько меньше, чем измеренное. Плессет объяснял несоответствие в начале периода роста пузырька близостью стенки. Заметим, однако, что расчетное значение конечного времени схлопывания согласуется с решением Рэлея. Совпадение по порядку величины свидетельствует, что изменение температуры на стенке пузырька под действием тепла, выделяющегося при конденсации пара в процессе схлопывания, не превышает 1 °С. Следовательно, предположение о постоянстве значения рп, вероятно, оправданно, за исключением самого конца фазы схлопывания. В течение этого периода пар ведет себя подобно газу, давление возрастает, а скорость схлопывания снижается. Заметим также, что в предположении постоянного давления в каверне получается бесконечно большая скорость схлопывания, в то время как с учетом увеличения давления в каверне получается конечное значение скорости. [c.132]

Очевидно, существуют другие параметры, влияющие на интенсивность кавитационного воздействия. Одним из них является характерный размер для геометрически подобных течений. Предварительные исследования на простых телах вращения разных размеров, проведенные в гидродинамической трубе КТИ, не дали определенных результатов, хотя было замечено, что влияние размера модели на получаемые результаты не является простым. Если эксперименты в гидродинамической трубе рассматривать как модельные, то влияние размера модели и скорости течения определяется так называемым масштабным эффектом . Третьим фактором, который может внести еще большую неопределенность, является содержание в воде ядер кавитацни. Все это требует более глубокого изучения интенсивности кавитации как в лабораторных, так и в натурных условиях. [c.405]

Еще одна возможность существования конически симметричных решений системы уравнений Буссинеска реализуется, когда ускорение силы тяжести обратно пропорционально квадрату расстояния g а/Л . Это означает, что источник тяготения, помещенный в начало координат, имеет точечньш характер, т. е. его размеры по сравнению с масштабом конвективных двпягений нре-небрея<имо малы. Подобная ситуация может возникать в астрофизике. Массивные компактные объекты, такие как звезды, ядра галактик, черные дыры н т. и., зарождаются в силу гравитационной неустойчивости внутри гигантских облаков мо.лекулярного газа. Их формирование сопровождается крупномасштабными движениями, природа которых до конца не выяснена и широко обсуждается специалистами [193, 228]. Как показано в 3, 4, течения в виде сильных струй имеют чисто гидродинамическое объяснение в рамках модели вязкой несжимаемой жидкости [45]. Здесь н е будет исследована возможность развития крупномасштабных движений за счет естественной конвекции, вызываемой тепловыделением в центре тяготения. [c.178]

О некоторых методах моделирования турбулентности. Помимо статистического подхода к моделированию турбулентности в настоящее время все более широкое применение находит феноменологический (полуэмпириче-ский) подход и методы прямого численного моделирования турбулентности на основе решения специальных кинетических уравнений или нестационарной системы трехмерных уравнений Навье-Стокса, хотя в силу стохастичности данного явления в реальности удается получать лишь осредненные характеристики движения. Это позволяет, тем не менее, иногда проследить не только эволюцию образований различных пространственных структур с течением времени, но также изучать общую динамику и природу развития турбулентности. Например, результаты численного моделирования явления перебросов в гидродинамической системе (сконструированной в виде многоярусной модели зацепления простейших элементов - триплетов) иллюстрируют каскадный процесс передачи энергии в развитом турбулентном потоке, соответствующий известному закону Колмогорова-Обухова Гледзер и др., 1961) и подкрепляют представления об общих свойствах в поведении динамических систем. Интересно также отметить, что исследование процесса стохастизации динамических систем и сценариев перехода к хаосу при численном моделировании турбулентности служит аналогом решения некорректных задач с использованием оператора осреднения и параметрического расширения Тихонов и Арсенин, 1986). При таком подходе упорядоченная структура турбулентного течения, которая определяется как аттрактор асимптотически устойчивого решения для осредненных величин, представляет собой его регуляризованное описание Белоцерковский, 1997). Следует однако заметить, что использование методов прямого численного моделирования турбулентности для решения практически важных задач (особенно задач, связанных с расчетами турбулентного тепло-и массопереноса в многокомпонентных химически активных смесях) часто затруднительно или является слишком громоздким. Поэтому подобные задачи целесообразнее решать с помощью более простых, полуэмпирических теорий. [c.16]

Буссинеск, 1977), то обе процедуры осреднения совпадают. В то же время, использование осреднения (3.1.5) для ряда пульсирующих термогидродинамических параметров в случае сжимаемого многокомпонентного газового континуума в значительной степени упрощает запись и анализ осредненных гидродинамических уравнений Ван Мигем, 1977 Маров, Колесниченко, 1987). Кроме того, оно удобно по той причине, что экспериментальные исследования турбулентных течений, проводимые традиционными методами, приводят, по-видимому, к измерению как раз именно этих средних значений (подробнее см., например, Компаниец и др., 1979)). Отметим, что на возможность использования средневзвешенных параметров потока при моделировании турбулентного движения однородной жидкости с переменной плотностью указывалось и ранее Ван Драйст, 1952) позднее подобный подход к описанию многокомпонентных химически активных сплошных сред на основе неравновесной термодинамики был реализован в работе Колесниченко, 1980). [c.118]

В 3.1 в рамках модели сплошной среды на основе общих законов сохранения получены основные гидродинамические уравнения в частных производных, предназначенные для описания осредненных турбулентных движений газофазных реагирующих смесей. Проблема замыкания этих уравнений сопряжена с дополнительными трудностями. Первая трудность возникает из-за необходимости учитывать сжимаемость химически активного континуума. К сожалению, до последнего времени мало внимания обращалось на течения с большими изменениями массовой плотности. В метеорологии рассматривались конвективные сжимаемые течения исключительно при использовании приближения Буссинеска. В этом приближении изменение плотности учитывается лишь в членах, описывающих влияние ускорения силы тяжести. Однако такой подход абсолютно неприменим, например, к турбулентному дефлаграционному горению, когда в потоке могут возникать многократные изменения плотности. Вторая трудность, на которой мы остановимся подробно в Гл. 4, связана с необходимостью моделирования большого числа дополнительных парных корреляций пульсаций температуры и концентраций, появляющихся при осреднении источниковых членов производства вещества в уравнениях, описывающих изменение состава смеси. Эволюционные уравнения переноса для подобных корреляций в случае сжимаемых реагирующих течений сильно усложняются. [c.136]

Начнем с того, что постараемся разъяснить общую идею об автомодельности свободной турбулентности на частном примере трехмерной турбулентной струи, бьющей по направлению оси Ох из конца тонкой трубки диаметром D (но произвольного сечения) в неог аничениое пространство, заполненное той же жидкостью. Будем сравнивать друг с другом гидродинамические поля в различных сечениях л = onst. Данные наблюдений показывают, что турбулентная струя обычно оказывается относительно узкой, так что продольная компонента средней скорости в струе значительно превосходит поперечную компоненту, а продольные изменения статистических характеристик гидродинамических полей оказываются много меньше, чем поперечные. Исходя отсюда естественно ожидать, что свойства гидродинамических полей в данном сечении струи будут в какой-то мере повторять соответствующие свойства в сечениях вверх по течению. Иначе говоря, следует ожи- дать, что статистические характеристики гидродинамических полей струи в различных ее сечениях (т. е. при различных значениях х) будут подобны между собой. Это означает, что в каждом сечении л = onst можно ввести такие характерные масштабы длины L(x) и скорости и(х), что безразмерные статистические характеристики, получаемые при использовании этих масштабов, будут одинаковыми во всех сечениях. Разумеется, такое подобие не может иметь места, начиная сразу же от отверстия, из которого бьет струя оно представляется правдоподобным лишь на достаточно больших (по сравнению с диаметром D) расстояниях от ЭТОГО отверстия, на которых его размер и форма перестают сказываться на течении в трубе. Кроме того, для подобия нужно [c.307]

Следует сказать, однако, что и одномерную постановку нельзя считать исчерпанной. Так, до последнего времени недостаточное внимание уделялось развитию теории неустановившихся течений в открытых руслах в приближении Буссинеска, которое может быть названо вторым приближением теории длинных волн (если первым считать приближение Сен-Венана). Из немногочисленных работ, выполненных в этом направлении в СССР, отметим лишь статью Н. А. Картвелишвили (1958), в которой гидравлические уравнения неустановившегося движения в русле выводятся из гидродинамических уравнений Рейнольдса без введения гипотезы о гидростатическом распределении давлений, а также статью Т. Г. Войнича-Сяноженцкого (1965), в которой аналогичные уравнения выводятся из гидродинамических уравнений турбулентного движения, предложенных А. Н. Колмогоровым (1942). В то же время теория Буссинеска, опубликованная в его знаменитом трактате в 1877 г., и последующие работы, развивающие ее, позволили понять некоторые волновые явления в потоках и открытых руслах, необъяснимые в рамках теории Сен-Венана. В качестве одного из наиболее характерных явлений подобного рода укажем явление образования вторичных волн (ондуляций) у фронта прерывной волны при относительно малых высотах последней. Благодаря работам Ж. Буссинеска и его последователей ) стало ясно, что вертикальное ускорение, возникающее благодаря кривизне линий тока, составляет основу подобных явлений. В таких течениях линии тока имеют столь значительную кривизну, что течение не может считаться плавно изменяющимся. Вертикальные ускорения уже не являются [c.729]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...