Внешний масштаб турбулентност

Для самых крупных турбулентных пульсаций скорости и имеют порядок величины скорости основного течения жидкости ауо, а масштаб этих пульсаций (его называют также внешним масштабом турбулентности) — такой же, как и геометрические размеры потока Ь поэтому из выражения для е следует, что [c.394]

Величина Г , представляемая в виде (9.1), была введена в цитированной выше работе А. Н. Колмогорова в качестве масштаба поля пульсаций наибольшего порядка , постепенно затухающих благодаря вязкости, и названа впоследствии внутренним масштабом турбулентности. Характерный масштаб полей пульсаций первого порядка назван внешним масштабом турбулентности. Знание величины внутреннего масштаба турбулентности полезно и практически в том отношении, что для измерения истинного градиента скорости в турбулентном потоке необходимо измеряющие приборы устанавливать на расстоянии, меньшем, чем Т . По имеющимся данным величина этого масштаба для турбулентности в атмосфере равна примерно одному сантиметру, а в условиях аэродинамических труб имеет порядок долей миллиметра. [c.502]

Заметим, что вследствие ограничений, имеющихся в формуле (8.5.34), это выражение для Оз г) строго применимо только при Аг < 0, где о — внешний масштаб турбулентности. Таким образом, следует считать, что это выражение применимо только в случае путей г, меньших внешнего масштаба. Но оказывается, что, если расстояние г между путями намного меньше 0 (как обычно почти всегда и бывает, поскольку максимальное расстояние, представляющее для нас интерес, равно диаметру принимающей оптики), подынтегральное выражение равно нулю при больших Аг и точная форма структурной функции при г > 0 становится несущественной. В частности, при больших Аг множитель в квадратных скобках в подынтегральном выражении в формуле (8.5.35) ведет себя следующим образом [c.387]

В заключение отметим, что развитый метод полуэмпирического моделирования коэффициентов турбулентного обмена может быть использован при создании прогностической гидродинамической модели верхней атмосферы Земли в областях, мало изученных экспериментально, но сильно влияющих на структуру и тепловой режим всего околоземного космического пространства. Вместе с тем, необходимость учета, в общем трехмерном случае, анизотропии коэффициентов турбулентного обмена, а также отсутствие универсальных и точных дифференциальных уравнений для определения внешнего масштаба турбулентности требует разработки дополнительных подходов. [c.272]

Получены универсальные алгебраические выражения для коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности смеси в вертикальном направлении, зависящие от локальных значений таких параметров среды, как кинетическая энергия турбулентных пульсаций, динамические числа Ричардсона и Колмогорова, а также от внешнего масштаба турбулентности. Выведено алгебраическое уравнение для турбулентного числа Прандтля. Использование величины турбулентной энергии в качестве аргумента в выражениях для коэффициентов турбулентного обмена позволяет (при решении дополнительного дифференциального уравнения) приближенно учитывать неравновесность турбулентности по отношению к полям средних скоростей и температур, которая имеет место в свободных течениях в слоях с поперечным сдвигом скорости. [c.273]

Определение внешнего масштаба турбулентности через структурную характеристику показателя преломления [c.283]

Структурная характеристика в плавно неоднородной турбулентной атмосфере. Очевидно, реальную атмосферную турбулентность можно считать локально однородной и изотропной лишь внутри некоторой области С с размерами порядка внешнего масштаба турбулентности Ь. В случае, когда [c.289]

Определение внешнего масштаба турбулентности через структурную характеристику показателя преломления. Согласно формуле (8.2.23), [c.292]

С другой стороны, для внешнего масштаба турбулентности I из (8.2.27) следует важное соотношение [c.293]

Применительно к методическому обеспечению данного проекта предложен способ расчета внешнего масштаба турбулентности L по известной [c.311]

Чтобы удовлетворить экспериментальным данным, нужно, чтобы у уравнения (3.2) существовало решение при значении параметра = 0. Однако простой анализ показывает, что такого решения нет. Это естественно, так как при = О у уравнения нет параметра с размерностью длины. При П О автомодельное решение соответствует расширяющейся по продольной координате вдоль пластины х или по времени толщине внешнего невязкого слоя (см. (3.1)). При стремлении х или к бесконечности А также обращается в бесконечность. Это означает, что модели турбулентности, которые не имеют решения при А = О, в некотором смысле соответствуют внешнему масштабу турбулентности = оо. [c.458]

Внешний масштаб турбулентности [c.108]

Величина т] принята А. Н. Колмогоровым в качестве масштаба поля пульсаций наибольшего порядка , т. е. наименьшего масштаба турбулентности. Такие пульсации, постепенно затухающие благодаря наличию вязкости, часто называют внутренним масштабом турбулентности. В противовес этому характерный масщтаб полей пульсации первого порядка, т. е. наивысший масщтаб, называют внешним масштабом турбулентности. [c.105]

Турбулентное движение воздуха можно представить следующим образом. Атмосферные процессы, такие, например, как трение воздушного потока о поверхность земли и образование вследствие этого профиля скорости ветра с большими вертикальными градиентами, термическая конвекция, связанная с неодинаковым нагреванием различных участков подстилающей поверхности, изменение поля температуры и скорости ветра в результате облако-образования и т. п. [3], приводят к образованию крупномасштабных вихрей. Характерный размер этих вихрей о называется внешним масштабом турбулентности. Если число Рейнольдса Lo/v, где —разница скоростей на расстоянии 1о, ве- [c.11]

Со стороны низких частот в качестве границы инерционного интервала принимается частота, начиная с которой спектр отклоняется от степенной зависимости в сторону меньших значений. Определяя эту частоту из измерений спектров флуктуаций скорости ветра или температуры [13], можно найти значение внешнего масштаба турбулентности о в приземном слое атмосферы. При расчетах обычно полагают [16], что [c.14]

ФЭУ и фазометр. Назначение остальных элементов видно из рисунка. Использовался ОКГ, стабилизированный по провалу Лэмба с длиной когерентности 1000 м. Расстояние между прямым и обратным пучками превышало внешний масштаб турбулентности, [c.74]

СКОЛЬКО раз. Учет внешнего масштаба турбулентности по формуле [c.150]

Р= [д/2 /1о/(5яа)]2, где ко — высота трассы над подстилающей поверхностью, позволяет добиться, как это следует из рис. 6.1 [24], хорошего совпадения расчетных и экспериментальных данных и в области слабого [14, 20, 34], и в области сильного [30] турбулентного уширения. Влияние внешнего масштаба турбулентности на дисперсию смещений лазерного пучка экспериментально исследовалось в [4], где также получено хорошее согласие с результатами расчета по формуле (6.7). [c.150]

Рассмотрим подробнее характер накладывающегося на усредненный поток нерегулярного, пульсационного, движения. Это двил<ение можно в свою очередь качественно рассматривать как результат наложения движений (турбулентных пульсаций) различных, как мы будем говорить, масштабов (под масштабом движения подразумевается порядок величины тех расстояний, на протяжении которых существенно меняется Kopo ib движения). По мере возрастания числа Рейнольдса появляются сначала крупномасштабные пульсации чем меньше масштаб движения, те. 1 позже такие пульсации появляются. При очень больших числах Рейнольдса в турбулентном потоке присутствуют пульсации с масштабами от самых больших до очень малых. Основную же роль в турбулентном потоке играют крупномасштабные пульсации, масштаб которых — порядка величины характеристических длин, определяющих размеры области, в которой происходит турбулентное движение в дальнейшем будем обозначать порядок величины этого основного (или внешнего) масштаба турбулентного движения посредством /. Эти крупномасштабные движения обладают наибольшими амплитудами. Их скорость по порядку величины сравнима с изменениями Ли средней скорости на протяжении расстояний I (мы говорим здесь о порядке величины не самой скорости, а ее изменения, поскольку именно оно характеризует скорость турбулентного движения абсолютная же величина средней скорости может быть произвольной в зависимости от того, в какой системе отсчета рассматривается движение) ). Что же касается частот этих крупномасштабных пульсаций, то они — порядка отношения и/1 средней скорости и (а не ее изменения А ) к размерам /. Действительно, частота определяет период повторяемости картины движения, наблюдаемой из некоторой неподвижной системы отсчёта. Но относительно такой системы вся эта картина движется вместе со всей исид-костью со скоростью порядка и. [c.185]

Взаимнооднозначное отображение 33 Взаимоисключающие события 19 Вндность нитерференционных полос 160, 177 Вихри турбулентные 367 Внешний масштаб турбулентности 367 [c.512]

На возможность получения информации о статистических параметрах турбулентности при изучении взаимодействия световой волны и турбулизованной газовой среды впервые было указано в работе Обухов, 1953). Принципиальные возможности и перспективы развития подобных исследований широко обсуждались в литературе (см., например, Рытое, 1937 Татарский, 1967 Гурвич и др., 1976)). В отличие от хорошо изученного как теоретически, так и экспериментально, приповерхностного слоя Земли, сведения о турбулентности в средней атмосфере сравнительно немногочисленны. Известно, что вертикальная и горизонтальная структура турбулентности в свободной атмосфере неоднородна. В частности, до высоты стратопаузы существуют слои, которые характеризуются резкими градиентами скорости ветра и температуры, а в ряде случаев - наличием регулярных внутренних гидродинамических волн, являющихся источником энергии турбулентного нагревания Александров и др., 1990 Гаврилов, 1974). Нет достаточно полных сведений о вариациях спектра пульсаций показателя преломления атмосферных газов, учитывающих слоистую структуру атмосферы и особенности, связанные с макромасштабными метеорологическими явлениями. Основываясь на измерениях микроструктуры скорости ветра и температуры в таких слоях можно, тем не менее, считать, что соответствующие спектры близки к степенным. Это позволяет, при учете влияния атмосферной турбулентности на характер распространения зондирующего излучения, использовать в малых областях, пространственные масштабы которых много меньше внешнего масштаба турбулентности Ь (связанного с характерным размером крупных анизотропных энергонесущих вихрей), теорию локально-однородной и локально-изотропной турбулентности Татарский, 1967). [c.274]

Масштаб турбулентности и методическое приложение. Для окончательного замыкания рассмотренной модели необходимо задать внешний масштаб турбулентности Ь. Масштаб Ь, появляющийся в эволюционных уравнениях переноса для вторых моментов при параметризации неизвестных корреляций и характеризующий размеры больших энергосодержащих вихрей, зависит, вообще говоря, от процессов конвективного переноса, генерации и диссипации турбулентности, а также от предыстории этого процесса. В Гл.7 показано, что в свободных слоях со сдвигом масштаб Ь может быть определен при помощи простого модельного уравнения (см. формулу (7.3.1)). Вывод более общих дифференциальных уравнений для Ь является одной из самях сложных задач полуэмпирической теории многокомпонентной турбулентности. Как уже подчеркивалось в Гл. 4, параметр Ь не определяется только через одноточечные моменты пульсирующих величин. Являясь мерой расстояний между точками Г и Г2 в потоке, на которых еще существуют отличные от нуля корреляции <У"( 1Ж"( 2) внешний масштаб турбулентности I должен находиться из [c.282]

Отсюда следует, что если / / 1, то в свободной атмосфере масштаб может быть в несколько раз больше, чем внешний масштаб турбулентности Ь в этом случае влияние архимедовых сил на микроструктуру турбулентного поля проявляется лишь вне инерционного интервала турбулентности. Если же Д/ 1, то попадает внутрь инерционного интервала, деля его на две части [c.293]

В заключение еще раз отметим, что для оперативного определения малых атмосферных компонентов в турбулизованной средней атмосфере, в частности по методу космического мониторинга, необходимы осредненные значения структурных параметров среды. Соответственно, при компьютерном моделировании процессов атмосферной динамики и химической кинетики приходится числено решать не только систему гидродинамических уравнений смеси масштаба среднего движения, но и эволюционное уравнение переноса турбулентной энергии, которое следует дополнить выражением (8.2.28) для внешнего масштаба турбулентности Ь и данными по пространственному распределению струк- [c.294]

Одним из наиболее важных с практической точки зрения случаев распространения когерентного света через случайно-неоднородную среду является его распространение через турбулентную атмосферу. Для корректного описания этого процесса гауссова модель часто оказывается слишком грубой. В основе представлений об атмосферной турбулентности лежит теория Колмогорова. Согласно этой теории турбулентные вихри, обусловливаюш ие возниковение неоднородностей, можно характеризовать двумя масштабами внешним масштабом турбулентности и внутренним [c.107]

Смотреть страницы где упоминается термин Внешний масштаб турбулентност : [c.129] [c.7] [c.8] [c.12] [c.157] [c.157] [c.160] [c.263] [c.275] [c.275] [c.276] [c.283] [c.284] [c.292] [c.298] [c.315] [c.74] [c.243] [c.502] [c.107] [c.7] [c.149] [c.150] [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...