Спектр турбулентности

Выражение (4.27) соответствует описанным физическим представлениям. В развитой турбулентности, характеризующейся наличием инерционного участка спектра турбулентных пульсаций значения турбулентного числа Рейнольдса достаточно велики, хотя бы из-за интенсивных пульсаций скорости. Напротив, в выродившейся турбулентной структуре, представленной только мелкими вихрями, малы значения турбулентного числа Рейнольдса, а коэффициент диссипации соответственно высок. Зна- [c.173]

Используя гипотезу о локально-изотропной турбулентности (4. 2. 11), представим энергетический спектр турбулентных пульсаций жидкости Е (к) в виде [c.135]

Электростатическая дисперсия 463 Энергетический спектр турбулентности 55 [c.533]

Наряду с пространственными масштабами турбулентных пульсаций, можно рассматривать также и их временные характеристики — частоты. Нижний конец частотного спектра турбулентного движения лежит при частотах и/1 Верхний же его конец определяется частотами [c.192]

Обухов А. М. О распределении энергии в спектре турбулентного потока. Изв. АН СССР, Серия географическая и геофизическая, 4949, № 4—5. [c.395]

Схема прибора, позволяющего измерять спектр турбулентных пульсаций показателя преломления п в потоке, представлена на рис. 11.8. Особенностью рассматриваемой схемы является то, что два раздельных луча выбираются из одного пучка света. [c.225]

В комплект термоанемометра входит электронная аппаратура, обеспечивающая определение усредненной скорости, средних квадратических пульсаций, корреляций, энергетического спектра турбулентности. [c.118]

Спектральная модель течения устанавливает параметры, характеризующие структуру турбулентного потока, характерные точки спектра турбулентных пульсаций, безразмерные значения пульсационной скорости и скорости диссипации энергии [3]. [c.105]

Колебания давления и скорости, наложенные на осред-ненное течение, могут служить причиной возмущающего воздействия на устойчивость и структуру течения. В случае ламинарного течения эти воздействия могут ускорить или замедлить переход к турбулентному режиму течения, а в случае турбулентного потока — существенно изменить гидродинамические характеристики потока, в частности спектр турбулентности, и даже привести к образованию вихревых течений. [c.175]

Между энергетическим спектром турбулентных пульсаций и масштабом турбулентности существует связь, определяемая соотношением [c.190]

В случае высокочастотных колебаний, когда период регулярных возмущений совпадает с минимальным периодом турбулентных пульсаций, картина течения существенно усложняется регулярные колебания могут взаимодействовать с турбулентными пульсациями, в результате чего спектр турбулентных колебаний может изменяться. В спектре одновременно будут существовать как случайные турбулентные колебания, так и регулярные. Если воспользоваться формальным преобразованием уравнений Навье-Стокса к уравнениям Рейнольдса, полагая при этом, что пульсационную скорость Можно представить в виде суммы турбулентных составляющих ы,- и регулярных W [c.190]

Таким образом, формально установлено, что взаимодействие акустического поля и турбулентных составляющих может привести к изменению интенсивности и спектра турбулентных пульсаций. Если частота колебаний совпадает с частотой колебаний относительно больших вихрей, которые в основном обусловливают турбулентное перемешивание жидкости, то наступает турбулентный резонанс, приводящий к усилению интенсивности турбулентных пульсаций. [c.194]

Теоретический анализ теплообмена в колеблющихся потоках при турбулентном режиме течения значительно усложняется, поэтому существующие полуэмпирические теории, которые достаточно удовлетворительно с практической точки зрения описывают стационарные осредненные по времени турбулентные потоки, вряд ли могут быть использованы для исследования колеблющихся турбулентных потоков. Как известно, турбулентные стационарные потоки включают в себя большой диапазон частот колебаний параметров потока. Возможно, что колеблющийся поток определенной частоты может избирательно включаться в энергетический спектр турбулентных пульсаций. Турбулентные пульсации, частоты которых близки к частоте вынужденных колебаний, могут возбуждаться, тогда как турбулентные пульсации с другой частотой, наоборот, могут подавляться под действием вынужденных колебаний. [c.226]

Рис. 3.1. Нормированные энергетические спектры турбулентности величины и по волновым числам [11] у, , о, V, — для пучка с Рг = 296 . ,У Ф, к то же с Рг =

Пульсации квазистационарного потока передаются от низких частот к высоким, где полностью диссипируют. Таким образом, турбулентные пульсации потока занимают широкий спектр частот — от крупномасштабных (низкочастотных) до мелкомасштабных (высокочастотных). Такое представление турбулентного потока позволяет отдельно исследовать усредненный поток (квазистационарная модель) и спектр турбулентных пульсаций (спектральная модель). [c.78]

РАСЧЕТ СПЕКТРА ТУРБУЛЕНТНЫХ ГИДРОУПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕМЕНТАХ ТУРБОМАШИН [c.88]

Одним из методов изучения турбулентных потоков жидкости в элементах турбомашин является изучение одномерного спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости. Однако полученный экспериментально спектр [1] не дает полной и обобщенной информации о его характеристиках. Кроме того, из-за наличия периодических срывов вихрей с ограждающих поток стенок происходит наложение низкочастотных колебаний на показания измерительных приборов во всех полосах частотного фильтра, что придает случайный характер измеренным интенсивностям турбулентных пульсаций. Таким образом, возникает необходимость в статистическом сглаживании показаний приборов и в расчете обобщающих параметров, характеризующих спектр. В статье дается метод расчета одномерного спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости в элементах турбомашин преобразованием переменных и статистического сглаживания спектра по характерным диапазонам [2]. [c.88]

Установление закономерностей изменения спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости позволит решить обратную задачу — найти оптимальные геометрические параметры элементов турбомашин, создающие минимальное гидродинамическое возмущение потока жидкости. [c.88]

Основы статистического метода расчета спектров турбулентных пульсаций. Одномерный спектр турбулентных пульсаций [c.88]

Рис. 2. Блок-схема расчета спектра турбулентных пульсаций

Преобразованный и сглаженный МНК-методом нормированный спектр турбулентных пульсаций в патрубке насоса (рис. 1, в) в дальнейшем может использоваться для сравнения с другим таким же образом сглаженным спектром. [c.96]

ЯЛОВОЙ Н. С. Расчет спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости в элементах турбомашин................. 88 [c.119]

Приняв лагранжев спектр турбулентности, Чен рассмотрел стационарный ) случай, когда начальный момент временя о равен — схз. В. лагранжевой системе координат прослеживается путь частицы и отмечаются статистически осредненные характеристики потока II твердой частицы. Первоначальная методика Чена была модифицирована Хинце в отношении определения интенсивностей и коэффициентов диффузии. Эти теоретические методы, а также методы Лью [497], Со/ [721 [, Фрпдлендера [232] II Ксенеди [134] были обобщены Чао [104] путем рассмотрения приведенного выше. лагранжева уравнения движения как стохастического, к которо.му внача.ле при.меняется преобразование Фурье. Излагаемый ниже метод принадлежит Чао. [c.50]

Рассмотрим турбулентное течение воздуха с частицами углерода диаметром 5 и 50 мк при колшатной температуре и атмосферном давлении. Исходные физические параметры имеют следующие значения V = 0,157 см сек, р = 1,18-10 г см , Рр = 2,25 г см , что дает для частиц меньшего и большего размеров соответственно а = 7,52-10 и а = 7,52-10 сек- р = 0,00079. Лауфер 14701 показал, что при полностью развитом турбулентном течении воздуха в трубе диаметром 254 мм и Не == 5-10 турбулентность на оси трубы практически изотропна и ее интенсивность равна 85,5 см сек, что соответствует примерно 2,8% скорости на оси, или 80% скорости трения. На фиг. 2.7,а представлены данные работы [4701 по энергетическому спектру турбулентности. Включение этих данных в используемую здесь лагранжеву систему осуществлено по методу Майкельсона [24, 537]. На фиг. 2.1,а приведены две кривые, характеризующие изменение в зависи- [c.55]

Статистические соотношсения. Используя представление о спектре турбулентности, напишем [c.81]

Величина т считается постоянной и равной для стационарного потока 0,4. Обратная величина 1/т = v /D является аналогом турбулентного числа Прандтля. Следует отметить, что уравнением (399) устанавливается линейная связь между диффузионным потоком энергии турбулентности и градиентом дЕ/ду. Такая связь, вероятно, правомерна только при условии, если турбулентная вязкость изменяется квазистационарно это может быть только в том случае, если турбулентность в каждой точке равновесна. На самом же деле известно, что крупномасштабные и мелкомасштабные вихрн ведут себя по-разному. Так, например, при вырождении однородной турбулентности за решеткой мелкомасштабные вихри вырождаются быстрее, чем крупномасштабные, что приводит к изменению спектра турбулентных пульсаций. Следовательно, в нестационарном движении может наблюдаться запаздывание по времени турбулентной вязкости (релаксация), как и в случае движения неньютоновской жидкости. В этом случае необходимо ввести еще дополнительную константу, т. е. [c.188]

При изучении вклада вихрей различного масштаба в процесс переноса энергии в потоке было обнаружено, что турбулентность в пучке витых труб содержит наряду с крупными энергосодержащими вихрями и вихри малых размеров. Так какГ дис-сипация энергии под действием вязкости возрастает при уменьшении размера вихрей,- то наблюдаемьш в пучке витых труб сдвиг энергетического спектра турбулентности, в область высоких частот по сравнению со спектром в круглой трубе-[12] позволяет объяснить увеличение гидравлического сопротивления по сравнению с гидравлическим сопротивлением в круглых трубах. Выражая величину м " в виде спектра по волновым числам [c.75]

Результаты исследования энергетических спектров турбулентности в пучках витых труб, выполненного по изложенной методике, представлены на рис. 3.1 в функции волновых чисел (3.4). Полученные даннь1е (см. рис. 3.1) позволили уточнить оценки нормированной спектральной плотности, сделанные в работе [12]. В этой серии экспериментов также наблюдается сдвиг спектра в область больших волновых чисел по сравнению со спектрами в круглой трубе. Влияние числа Ее на распределение Е к) практически не проявляется, однако с ростом числа Ее имеется некоторая тенденция к увеличению [c.78]

Исследование интенсивности пульсаций скорости, автокорреляционной функции и спектральной плотности позволило выявить физическую природу рштенсификации теплообмена в пучках витых труб. Оказалось, что дополнительная турбули-зация потока связана с закруткой и неравномерностью поля скорости в ядре потока. Так, сдвиг энергетического спектра турбулентности в область высоких частот (волновых чисел) по сравнению со спектром в круглой трубе, характеризующий возрастание диссипации энергии, наблюдается во всей области течения и для всех исследованных чисел Ее и Гг . При этом максимальные значения интенсивности турбулентности наблюдаются в следе за местами касания соседних труб, где энергетический спектр сдвинут в область высоких частот в большей мере. Увеличение доли энергосодержащих вихрей с ростом числа Рг (увеличением относительного шага закрутки труб S d) и уменьшение интенсивности турбулентности как за местами касания труб, так и в сквозных каналах, свидетельствует об уменьшении дополнительной турбулизации потока в пучке витых труб. Эти закономерности наблюдаются и при исследовании усредненных характеристик потока (коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления) [39]. [c.82]

Борщевский Ю. Т., Влияние твердых примесей на спектр турбулентных пульсаций скорости жидкой компоненты двухфаз- [c.276]

Обобщенными параметрами одномерного спектра турбулентных пульсаций являются скорость диссипации энергии е, интенсивность турбулентных пульсаций Ша = и U, где U — усредненная скорость потока, и усредненная энергия турбулентных пульсаций М (йо), вычисленная по данным анализа квазиста-ционарных характеристик потока [2]. [c.76]

Изучение статистических закономерностей, связывающих масштабы и параметры турбулентных гидроупругих колебаний потока в элементах турбомашин с геометрическими формами этих элементов и с гидродинамическими характеристиками квазистацио-нарного потока, позволит рассчитать на стадии проектирования ожидаемый спектр турбулентных пульсаций для конкретных условий течения жидкости в турбомашине. Б связи с тем, что для первых двух диапазонов спектра турбулентных пульсаций его энергия зависит от граничных условий течения и от числа Rey усредненного потока, появляется возможность направленного воздействия на спектр энергии с целью минимизации уровней турбулентных пульсаций в этих диапазонах спектра и уменьшения гидроупругого воздействия потока на элементы конструкции турбомашины. Регулирование спектров энергии турбулентных [c.76]

При расчетном моделировании спектров турбулентных пульсаций на ЦВМ необходимо знать координаты точек пересечения характерных участков спектра Хкр1 и Хнра, соответствующие различным диапазонам спектра. [c.90]

Алгоритм расчета спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости. Исходной информацией при расчете спектра на ЦВМ являются полученные в эксперименте значения вектора интенсивности турбулентности ij = UjlU для каждой расчетной частоты fj 1/3-октавного частотного фильтра. Матрица вводимых исходных данных состоит из векторов fj, вектора диапазона частотных полос фильтра fj и вектора средних теоретических частот в плоскости преобразованных переменных X j, где j — порядковый номер переменной, меняющийся от 1 до Л/ М — номер последней частотной полосы фильтра, в которой уровень сигнала превышает уровень шумов измерительного тракта). Кроме того, исходными данными для расчета являются коэффициенты fil(l), -62(1), 53(1), 54(1), взятые из построенных ранее статистических моделей по формулам (2) и (3). Для частных случаев турбулентного течения жидкости в патрубках насосов эти коэффициенты приведены на с. 90. И, наконец, в виде исходных данных в ЦВМ вводится ряд экспериментально подобранных констант, в том числе Zoi = 3,0, Х = 1,0, ХО = 0,01, XZ = 1,0 (ХО -значение абсциссы X в плоскости преобразованных переменных, используемое при расчете масштаба L). Алгоритм решения задачи с помощью ЦВМ, отображенный в блок-схеме (рис. 2), состоит из следующих этапов. [c.92]

Пульсации квазистационарного потока передаются от низких частот к высоким, где полностью диссипируют. Следовательно, турбулентные пульсации потока занимают широкий спектр частот, начиная от крупномасштабных (низкочастотных) и заканчиваясь мелкомасштабными (высокочастотными). Такое представление турбулентного потока позволяет раздельно исследовать спектральные (спектральная модель) и квазистационарные (квазистационар-ная модель) характеристики турбулентного потока. На рис. 1 приведена принципиальная схема измерений спектра турбулентных пульсаций во входном (в—в) и выходном (О—0) сечениях патрубка. Воздух из бака (акустического фи.льтра) следует ко входному измерительному устройству в сечении в—в, затем проходит через исследуемый патрубок, выходное измерительное устройство в сечении О—О и через подпорную трубу с сеткой выходит в атмосферу. В измерительных устройствах установлены датчики, соединенные с регистрирующими нрЕборами. При исследовании спектральной модели датчиками являются зонды термоанемометра 7, перемещающиеся с помощью координатника 2, а регистрирующими приборами — вольтметры 4 та 5, соединенные с датчиками через процессор 3. При исследовании квазистационарной модели датчиками являются пневмометрические зонды, а регистрирующими устройствами — батарейные микроманометры. [c.99]

I Дается метод расчета одномерного спектра турбулентных гидроупругих колв- [c.121]

В режиме насыщенных мерцаний индекс мерцаний близок к 1 и слабо зависит от параметров среды. Информация о среде содержится в пространственном и временном масштабах, в корреляц. и спектральной ф-циях, В этом режиме возникает тонкая структура модуляции потока при изменении несущей частоты волны, Корреляция флуктуаций потока на двух разнесённых частотах зависит от вида спектра турбулентности и от распределения турбулентной среды по лучу зрения. Осн. информацию о спектре неоднородностей межзвёздной плазмы дали наблюдения мерцаний пульсаров в режиме насыщения. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...