Вихревое кольцо структура

Эта сумма не зависит от 8, если 8 достаточно велико, так что Го(е) = Г. В частности, для вязкого вихревого кольца при малых временах Ь Гд Ау структуру ядра можно считать локально двумерной, тогда из (2.31) имеем [c.136]

Следующим после плоских вихревых движений обширным классом являются осесимметричные структуры. Характерным для этих образований является то, что вихревые линии здесь представляют собой замкнутые окружности, центры которых расположены на одной и той же прямой. Впервые такой класс движений вихрей в идеальной безграничной жидкости рассмотрен Г.Гельмгольцем (135). Он изучил общие свойства торообразной области завихренности (одиночного кольца) и в случае кольца малого конечного поперечного сечения показал, что оно движется, не изменяя радиуса центра тяжести поперечного сечения, с постоянной, но весьма большой скоростью, направленной в ту же сторону, в какую жидкость течет сквозь кольцо. В дальнейшем эта вихревая структура являлась предметом многочисленных исследований. Прежде всего это объясняется сравнительной легкостью формирования такого кольца, часто встречаюш.егося и в природе. Удивительным свойством была неоднократно отмечавшаяся способность кольца продвигаться на значительные расстояния, сохраняя во времени свою устойчивую форму. Так, например, отмечалось [5], что холостой выстрел из пушки производит вихревое кольцо диаметром [c.178]

Как и при взаимодействии плоских вихревых структур, в пространственном осесимметричном движении весьма вероятны неупорядоченные хаотические ситуации. В данном параграфе рассмотрим общие положения движения системы из N коаксиальных вихревых колец, а также детально ситуацию, когда взаимодействуют два коаксиальных вихревых кольца произвольных начальных параметров. [c.191]

Первый ( арочный )тип структур показан на рис. 93, а,б,е. Вначале после взаимодействия капли со свободной поверхностью образовывается вихревое кольцо. В дальнейшем оно порождает в себе новые кольца меньш О диаметра, которые движутся с большой скоростью. При этом сплошность первого основного кольца не нарушается. Образование новых колец объясняется как неустойчивостью движения, так и неравномерной концентрацией подкрашивающих частиц внутри жидкости капли. [c.228]

Если трубка расположена горизонтально в лабораторном лотке, то процесс возникновения вихревых структур будет иметь определенные различия. В первую очередь они обусловлены тем, что струи не будут останавливаться в результате дефицита давления. В статье [145] экспериментально исследован процесс импульсной генерации вихревого кольца в линейно стратифицированной жидкости. Установлена важная роль стратификации в процессе образования вихревого кольца, хотя теоретически данный процесс понят еще не до конца. Обзор работ по генерации вихревых колец при горизонтальном расположении трубки содержится в[11]. [c.238]

Интенсивность перемешивания металла и силовое воздействие на окружающую среду кольцевых вихрей определяется структурой вихревого кольца, скоростью его вращения и устойчивостью. Оно состоит из вихревого ядра, в котором сконцентрирована завихренность, объема жидкости, захватываемой внутрь кольца, и оставляемого при движении кольца турбулентного следа (рис. 39). [c.43]

Вихревой след за летательным аппаратом с крылом большого удлинения живет достаточно длительное время - порядка нескольких минут. След становится видимым (см. фотографии в [1, 5]), если частицы жидкости, образующиеся благодаря эффекту конденсации, затягиваются в концевые вихри или если он специально визуализируется дымом. В дальней области за летательным аппаратом формируются две мощные противоположно закрученные вихревые структуры, которые сначала выглядят прямолинейными. Затем синусоидальные возмущения нарушают прямолинейность вихревого следа. Амплитуда возмущений растет. В следующей фазе вихри сталкиваются, образуя вихревые кольца. Разрушение вихревых колец завершает наблюдаемые фазы эволюции следа. Земной наблюдатель может либо сразу просмотреть все фазы развития, сканируя взглядом многокилометровую видимую часть следа, либо, сосредоточив свой взгляд на ограниченном участке следа, наблюдать за его эволюцией. [c.122]

Ш. Гексагшнльное дымовое колы о. Нарастание процесс привел к замечательной симметричной волн вокруг вихревого кольца часто называется структуре, созданной дымом в воздухе при числе неустойчивостью Уиднелла-по имени исследова- Рейнольдса, примерно равном 1000. Фото [c.69]

Типичньш вихрь в турбулентном пограничном слое. Масляный туман освещается лазерным световым ножом, чтобы показать сбоку нижние две трети турбулентного пограничного слоя. Структура типа вихревого кольца справа чуть ниже и правее центра снимка, напоминающая разрезанный и наклонившийся влево гриб, дает пример того, что Фалько назвал типичным вихрем . Его размеры соответствуют скорее пристеночному масштабу длины (фото 161), чем толщине пограничного слоя. Фото R. Е. Fal o [c.97]

Рассмотрим в неограниченном пространстве течение идеальной несжимаемой жидкости, индуцированное бесконечно тонкой винтовой вихревой нитью, соответственно имеющей пгаг 1п1, несущий цилиндр радиуса а и циркуляцию Г (рис. 2.2). Эта элементарная вихревая структура является фундаментальным объектом в теории завихренных течений гюдобно описанным выще прямолинейной нити и вихревому кольцу. [c.106]

Отличительной особенностью возмущений является их трехмерная структура, имеющая преимущественно винтовой или спиральный характер (рис. 4.1). Прежде чем перейти к теоретическому анализу устойчивости, рассмотрим основные типы осесимметричных и неосесимметричных возмущений колоннообразного вихря (другие типы возмущений, в частности на вихревых кольцах, см. в обзоре В.Ф. Копьева, С.А. Чернышева [2000]). Пусть для наглядности вихрь имеет выделенное ядро радиуса г = К,ш границе которого профиль скорости (или производной) имеет разрыв. Тогда в наиболее общем виде граница ядра при наличии линейного монохроматического возмущения запишется как [c.167]

Для обобщения результата иа вихри с внутренней структурой, по аишю-гии с вихревым кольцом (см. (3.20)), запишем [c.268]

В экспериментах KYLH и Bru ker, Althaus [1992, 1995] выявлена более тонкая структура пузырькового распада. Обнаружено наклонное тороидальное вихревое кольцо, которое прецессирует вокруг оси и отвечает за заполнение и опустошение внутренней области пузыря (см. визуализацию на цв. рис. 26 и реконструкцию изображения кольца по измерениям методом P1V на рис. 7.50), Па рис. 7.51 приведена обобщенная схема пузыря в виде проекции линий тока на меридиональную плоскость. Видно наличие двух точек застоя. У передней точки "i происходит заполнение пузыря, а у задней S2 - опустошение. [c.453]

Теоретические исследования движения осесимметричных вихревых структур в идеальной жидкости, выполненные в прошлом столетии, позволили установить аналитическую формулу для скорости вихревого кольца (вызвавшую, согласно (69), много споров), обнаружить предельный случай — сферический вихрь Хилла [144] — и тщательно исследовать установившиеся движения одиночного кольца немалого поперечного сечения (121). Вновь возникший интерес к проблеме взаимодействия вихревых структур в настоящее время объясняется стремлением более глубокого проникновения в природу различных гидродинамических явлений, а также их описания и понимания не с точки зрения параметров макродвижения, а при [c.178]

Суммируя сказанное, отметим, что сферический вихрь Хилла образует предельный случай семейстьа установив шихся осесимметричных вихревых образований, движущихся не меняя своей формы в безграничной идеальной жидкости. Другим типом такой вихревой структуры является вихревое кольцо. [c.185]

Второй тип вихревых образований наблюдался в керосине и бензоле (рис. 93, в — ( ). Вначале капля сплющивалась в диск ( блюдо ), не образуя вихревого кольца, затем в случае кротоновой капли обод блюда оставался в первоначальном положении, а дно, вытягиваясь, образовывало в конечном итоге кольцо. В случае сивушной капли блюдо очень быстро прощелкивало, образуя своеобразный шатер . При этом вершина шатра оставалась неподвижной, а его стенки вытягивались в четырех направлениях, образуя новые шатры. Отметим, что арочные и шатровые структуры характеризуются явным на- [c.228]

Чломлинсон [247] рассмотрел дополнительные возможные случаи образования вихревых структур из капель в нагретой жидкости. В случае, когда плотность жидкости больше плотности капли (рис. 9ч,а), наблюдается ее всплытие с образованием вихревых колец, начиная с момента, когда ее кинетическая энергия падения не в состоянии противодействовать потенциальной энергии сил плавучести. Новую информацию о форме вихревых образований дают рис. 94, б — ж. Общее для всех приведенных на нем ситуаций — наличие опускающейся капли, сохраняющей некоторое время свою форму, ч тонкой шейки, соединяющей ее со свободной поверхностью. В зависимости от свойств жидкости ( все они представляют различные и редкие в настоящее время масла ) возможна либо трансформация капли внутри жидкости в вихревое кольцо ( рис. 94, е,а), либо возникновение вихревого кольца внутри капли ( рис. 94, в,в,ж), либо проникновение окружающей жидкости внутрь капли в виде своеобра ного яэы. ка ( рис. 94, е ). Ценность этой работы, сохраняющаяся и по сей день, состоит, на наш взгляд, в иллюстрации многообразия формы структур в различных по своим свойствам жидкостях. [c.229]

В многочисленных экспериментах по эволюции вихревых структур, образовавшихся при истечении импульсных струй, большое внимание уделялось исследованию их внутреннего строения. Турбулентные вихревые кольца подробно исследовал Т.Максуорси [ 178, 179, 180 ]. [c.239]

Определенный интерес представляет исследование устойчивости некоторых равновесных вихревых конфигураций. Например, системы N одинаковых продольных вихревых структур, расположенных равномерно на цилиндрической поверхности с одинаковым сдвигом по азимутальному углу. Теоретически эта задача решена только для iV-точечных вихрей (или прямолинейных вихревых нитей) одинаковой интенсивности Г, расположенных в вершинах правильного многоугольника (рис. 1). Очевидно, что в состоянии равновесия многоугольник вращается без изменения формы с угловой скоростью ii = r(iV — 1)/4тга , где а — радиус окружности, на которой находятся вихри. Результаты исследований Кельвина, Томсона и Хэвлока [11] определяют возможность потери устойчивости такой системой только для числа точечных вихрей N 7. Хэвлок рассматривал и более сложные ситуации с учетом влияния, например, глобального вращения с произвольной тангенциальной скоростью (не обязательно безвихревой), присутствия внешних и внутренних границ или второго кольца вихрей. Обзор этих и дальнейших исследований можно найти у Арефа и др. [4]. [c.392]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...