Гипотезы о турбулентных напряжениях

Из других гипотез о турбулентных напряжениях следует отметить разработанную Тейлором гипотезу переноса вихрей, согласно которой в турбулентном потоке происходит обмен молярными массами, причем завихренность (угловая скорость деформации) их сохраняется на длине пути перемешивания. Исходя из этой гипотезы, можно получить выражение для турбулентного напряжения [c.98]

Кроме рассмотренных выше гипотез о турбулентных напряжениях, существуют и другие. В последнее время успешно раз- [c.98]

Гипотезы о турбулентных напряжениях 93 [c.433]

НЕКОТОРЫЕ ГИПОТЕЗЫ О ТУРБУЛЕНТНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.100]

Рассмотренный пример иллюстрирует, каким образом гипотеза о турбулентных напряжениях позволяет получить практическое решение уравнений Рейнольдса. Правда, ввиду простоты данного примера тот же результат может быть получен и без их использования. Тем не менее эти уравнения составляют основу теории турбулентных потоков. [c.105]

Из числа других гипотез о турбулентных напряжениях следует упомянуть о теории переноса вихрей, разработанной Тейлором Согласно этой теории в турбулентном потоке происХо- [c.105]

Упомянутыми выше гипотезами о турбулентных напряжениях далеко не исчерпываются предложения по этому вопросу, В последнее время успешно разрабатываются принципиально иные подходы к изучению турбулентности, в том числе основанные на идеях А, Н. Колмогорова и использующие теорию вероятностей и статистические методы. [c.106]

Гипотезы о турбулентных напряжениях 100 [c.457]

Уравнения (18.9) и (18.10) являются исходными для теоретического исследования турбулентных течений, точнее говоря, для расчета осредненных по времени величин, определяющих движение. Появляющиеся при таком расчете осредненные значения величин, квадратичных относительно пульсаций, можно понимать как компоненты тензора напряжения. Необходимо, однако, подчеркнуть, что одно такое толкование еще не дает многого для решения задачи. Уравнения (18.9) и (18.10) не могут быть использованы для рационального расчета осредненного движения до тех пор, пока не будет известна связь между пульсациями и осредненным движением. Такая связь может быть установлена только на основе эмпирических соображений. Именно эта связь между пульсациями и осредненным движением и составляет основное содержание гипотез о турбулентности, изложению которых мы посвятим следующую главу. [c.508]

Две другие гипотезы о турбулентном касательном напряжении [c.525]

Уравнения Рейнольдса содержат 10 неизвестных и, следовательно, образуют незамкнутую систему. Замыкание системы сводится к установлению связей между турбулентными напряжениями и другими переменными, входящими в уравнения. Установление таких связей представляет трудную задачу в современной гидромеханике она решается на основе гипотез, выдвинутых рядом авторов применительно к простейшим случаям движения. Связи, получаемые на основе таких гипотез, содержат функции или константы, подлежащие определению из опытов, а совокупность применяемых для этого методов составляет содержание полуэмпирических теорий турбулентности. В следующем параграфе приведены минимально необходимые сведения о некоторых из этих теорий. [c.100]

Содержание многих работ по исследованию турбулентных движений сводится к изучению справедливости различных простых и естественных гипотез о зависимости турбулентных напряжений от средних скоростей и их градиентов, которые позволяют поставить и решить теоретически основные частные задачи о турбулентном движении. [c.252]

Полуэмпирические теории турбулентности строятся на основе аналогии между турбулентностью и молекулярным хаосом. В них основную роль играют такие понятия, как путь перемешивания (аналог средней длины свободного пробега молекул), интенсивность турбулентности (аналог средней скорости движения молекул), коэффициенты турбулентной вязкости, теплопроводности и диффузии. На основе той же аналогии делается предположение о существовании линейной зависимости между тензором турбулентных напряжений и тензором средних скоростей деформации, а также турбулентным потоком тепла (или пассивной примеси) и средним градиентом температуры (или концентрации примеси). Эти предполагаемые зависимости дополняются еще некоторыми гипотезами, общий вид которых устанавливается с помощью качественных физических рассуждений или же подбирается из соображений простоты. Принятые предположения (или какие-либо простые следствия из них) проверяются на эмпирическом материале, и при этом попутно находятся значения постоянных, входящих в используемые полуэмпирические соотношения. [c.14]

Мы рассмотрели подход к моделированию турбулентных течений, когда все описанные выше модели используются совместно с гипотезой Буссинеска. Следует отметить, что предположение о пропорциональности турбулентных напряжений градиенту скорости с коэффициентом пропорциональности одинаковым для всех направлений, не всегда [c.194]

Принимается, что в нижнем бьефе сооружений плоское дно с постоянным уклоном, продольная ось декартовых координат ориентирована по оси струи и в уравнении движения опускаются слагаемые, содержащие поперечную составляющую скорости V, не учитываются силы Кориолиса и трение на свободной поверхности, принимается а—1. Для определения касательных турбулентных напряжений используется гипотеза [c.307]

Распределение осредненных скоростей в потоке можно рассчитать с учетом тех или иных гипотез о распределении касательных напряжений по сечению потока. Многочисленные измерения турбулентных напряжений в однофазных потоках подтвердили предположение о линейности распределения их по сечению потока. Каких-либо экспериментальных данных о распределении трения по сечению турбулентного двухфазного потока в литературе практически не содержится. [c.116]

Полученная при турбулентном режиме течения система уравнений (1.76) является незамкнутой. Необходимы дополнительные сведения о величине турбулентных составляющих напряжений Некоторые гипотезы, приводящие к замыканию уравнений, будут рассмотрены далее, в основном, на примере пограничного слоя. Если принять приближения пограничного слоя, то в случае установившегося течения несжимаемой среды уравнения неразрывности и движения могут быть получены из системы (1.76) [c.43]

ЧТО совпадает с формулой (19.7), выведенной на основании гипотезы Л. Прандтля о пути перемешивания. Таким образом, гипотеза Кармана приводит к такой же формуле для турбулентного касательного напряжения, как и гипотеза Прандтля о пути перемешивания. [c.529]

Для того, чтобы преобразовать систему уравнений (23.8а) — (23.8г) к виду, более удобному для практических применений, вводятся, как и в главе XIX, эмпирические гипотезы об обмене импульсами и о теплообмене. Формула (19.1) для кажущегося касательного напряжения = х у используется при сжимаемом течении без всяких изменений. Для турбулентной теплопередачи вводится, по аналогии с законом теплопроводности Фурье [c.630]

Для замыкания системы уравнений при турбулентном режиме течения используются различные алгебраические модели коэффициентов переноса, являющиеся непосредственным обобщением двумерной модели переноса. При этом делается предположение об изотропности коэффициента турбулентной вязкости. Это значит, что турбулентная вязкость является скалярной функцией координат и составляющих тензора скоростей деформации. Направление суммарного касательного напряжения совпадает с направлением результирующего градиента скорости О с компонентами ди/д , дхю/д ). Длина пути перемешивания Прандтля является скалярной функцией и не зависит от преобразования координат /1=4=/. Обобщение гипотезы Прандтля для пространственного пограничного слоя естественно задать в виде [c.322]

Турбулентное касательное напряжение Рейнольдса т = - ри и на стенке равно нулю (на стенке и = и = О — гипотеза прилипания). Оно [c.161]

Для того чтобы по формулам (17) можно было вычислить до конца величины дополнительных напряжений, происходящих от пульсаций скорости, необходимо знать соотношения между пульсационными и осреднепными скоростями. Задачей всякой теории турбулентного движения является составление такого рода дополнительных соотношений, которые позволили бы связать в конечном счете дополнительные напряжения в турбулентном потоке с осредненной скоростью и осредненным давлением. Разумеется, для этого необходимо ввести дополнительные гипотезы о природе турбулентного движения разные теории турбулентности отличаются друг от друга характером вводимых ими гипотез. [c.479]

Рейнольдса Тг = —рщи], являющихся лишними неизвестными в уравнениях Рейнольдса (1.3). Вид этих неизвестных (т. е. их зависимость от пространственных координат и времени), по-видимому, должен в значительной мере определяться крупномасштабными особенностями течения, т. е. в первую очередь полем средней скорости и. При определении общего характера зависимости от и можно опереться на внешнюю аналогию между беспорядочными турбулентными пульсациями и молекулярным хаосом и попытаться использовать методы кинетической теории газов. Поскольку в кинетической теории газов очень большую роль играет понятие средней длины свободного пробега молекул 1т, в теории турбулентности при таком подходе прежде всего вводится понятие пути перемешивания I (независимо друг от друга предложенное двумя создателями полу-эмпирического подхода к исследованию турбулентности Дж. Тейлором и Л. Прандтлем), определяемого как среднее расстояние, проходимое отдельным турбулентным образованием ( молем жидкости), прежде чем оно окончательно перемешается с окружающей средой и потеряет свою индивидуальность. Другим важным понятием кинетической теории газов является понятие средней скорости движения молекул в полуэмпирической теории турбулентности ему соответствует понятие интенсивности турбулентности — средней кинетической энергии турбулентного движения единицы массы жидкости. Наконец, ньютоновой гипотезе о линейности зависимости между вязким тензором напряжений (Тц и тензором скоростей деформации ди дх] + дщ1дх1 (причем коэффициентом пропорциональности в этой зависимости является коэффициент вязкости р1тЬт) в полуэмпирической теории турбулентности Прандтля отвечает гипотеза о линейности зависимости между напряжениями Рейнольдса и скоростями деформации осредненного течения. [c.469]

Введение турбулентных коэффициентов вязкости и теплопроводности, так же как использование гипотезы Буссинеска о градиентном механизме переноса для турбулентного напряжения (-р м и )) и вид закона Фурье для турбулентного теплового по-тока(-р(й г) )), позволяет представить полное напряжение трения т и полный тепловой поток дкак[18] [c.84]

Дальнейший анализ строится на гипотезе Прандтля о длине пути смешения I и ее связи с пульсационными скоростями и на закономерности Ван-Драйста [Л. 3-38] для напряжения трения в турбулентном потоке сжимаемой жидкости. [c.229]

Методы теоретического анализа данной проблемы достаточно полно изложены в работах [1—3]. Отметим исследование Н. И. Вулеева [4], который обобщил метод с использованием пути смешения для трехмерного случая. При расчете коэффициентов турбулентного переноса количества движения и тепла в произвольной точке автором учитывается вклад молей, попадающих из всех окружающих точек. Эмпирические постоянные определяются по данным для круглых труб имеющиеся опытные данные о профилях скдростей в каналах сложной формы подтверждают гипотезу об универсальности обобщенного профиля для трубы по нормалям к поверхности канала сложной формы. Концепция применения гидравлического диаметра для продольно-омываемых пучков, особенно для тесного р1асположения труб, в целях обобщения опытных данных не подтверждается, что связано с существенным изменением касательного напряжения по периметру труб. [c.54]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...