Поле энергии турбулентности

Поле V, поле распределения энергии турбулентности, поле концентраций и Нет — >— Нестационарная по- МКР и станов ка. Использо- МКЭ ванне уравнения Сполдинга ЕС-1033 [c.91]

При такой постановке рассматриваемой задачи расчет нестационарного поля скоростей сводится к совместному решению нестационарного уравнения движения (392) и уравнения энергии турбулентности (402). [c.189]

Следует отметить, что использование принципа локального подобия в теории турбулентного переноса, разработанного в трудах ряда исследователей, в том числе В.М. Иевлева [15], позволил распространить на случай течения в пристенном слое витых труб известные полуэмпирические теории турбулентности. Условия применимости этого принципа определяют, основываясь на анализе уравнения баланса энергии турбулентности. Главными членами этого баланса являются члены, описывающие процессы возникновения и подавления турбулентности. При этом характеристики турбулентного переноса в каждой точке определяются только входящими в уравнение баланса энергии турбулентности характеристиками усредненного течения, полями объемных сил и свойствами турбулентности I. Поэтому безразмерные связи (1.54). .. (1.61) можно рассматривать как универсальные локальные законы турбулентного переноса. С ростом масштаба I члены уравнения баланса энергии турбулентности, описывающие генерацию турбулентности, возрастают, а диссипативные члены убывают. Поэтому величина I может быть определена формулой, в которую входят только геометрические параметры потока, например (1.54). [c.26]

В этом разделе переработан пункт, посвященный уравнениям сохранения кинетической энергии турбулентности. В раздел включена информация о / -е-модели турбулентности, широко используемой в настоящее время в численных расчетах. Написан новый параграф о гидродинамике электропроводных жидкостей в магнитном поле. Приведены новые результаты исследований о росте и условиях отрыва паровых пузырьков при кипении, сведения о методах расчета дисперсно-кольцевых двухфазных потоков. Материал по интегральным методам расчета динамического пограничного слоя как утративший актуальность в современных условиях сокращен. [c.7]

Для крупных вихрей в атмосфере величина gp V " отрицательна. Это связано с тем, что под влиянием эффекта плавучести пульсация р рассматриваемых масштабов, имеющая термическое происхождение, определяет знак смещения вихря по вертикали. Действительно, т.к. легкие (р <0) и тяжелые вихри совпадают, как правило, с теплыми и холодными вихрями, соответственно, то, например, для поднимающихся в гравитационном поле теплых вихрей (р <0) величина <0. Таким образом, крупные вихри преобразовывают тепловую (внутреннюю) энергию потока в кинетическую энергию турбулентного движения. [c.130]

Подчеркнем еще раз, что выведенные здесь линейные по градиентам соотношения (3.3.3), (3.3.15), (3.3.19) для турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора турбулентных напряжений справедливы далеко не всегда. Строго говоря, для их обоснованности необходимо, чтобы в каждой точке пространства турбулентное поле пульсирующих скоростей (и других термогидродинамических параметров) характеризовалось равновесием между возникновением и диссипацией энергии турбулентности Иевлев, 1975). Если же в уравнении баланса для энергии турбулентных пульсаций (см. (3.1.68)) существенны конвективные и диффузионные члены (т.е. параметры потока в точке зависят от характеристик турбулентного потока в целом), то локальные формулы (3.3.3), (3.3.15), (3.3.19) становятся неточными (подробнее см. Гл.4). [c.156]

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]

Расчет характеристик поля течения проводился на основе двухпараметрической модели турбулентности [6]. Сначала определялись средние скорость и плотности, энергия турбулентности и турбулентная вязкость. Затем по известным параметрам потока с помощью описанной выше модели рассчитывались диаграммы направленности, спектры и мощность акустического излучения. Существующие расчетные методы не позволяют определять скорость конвекции в струе. Поэтому скорость конвекции определялась аппроксимацией экспериментальных данных. Исследование поля скорости конвенции в затопленных, соосных струях воздуха и струях газа малой плотности показало, что скорость перемещения вихрей с характерными размерами больше ширины зоны смешения Ь увеличивается с ростом частоты (числа Струхаля Sh = fb/Urn), а при размерах вихря меньше ширины зоны смешения от частоты не зависит и достигает величины порядка местной скорости Uj (рис. 1). [c.330]

Прежде всего здесь следует упомянуть попытку А. Н. Колмогорова (1942) построить полную систему уравнений турбулентного движения,, в которой турбулентность, кроме среднего поля скорости и (ас, ), характеризуется еще только двумя функциями от координат и времени — кинетической энергией турбулентности (в единице массы) — 12 [c.476]

Заметим, что последний член в правой части этого уравнения, согласно (29), существенно отрицателен, т. е. всегда представляет потерю механической энергии турбулентного движения, ее непосредственный переход в тепло. Отсюда следует, что кинетическая энергия пульсационного движения в данном объеме может поддерживаться только за счет притока пульсационной энергии извне (второй член в левой части уравнения) и порождения ее внутри объема, благодаря неоднородности поля осредненных скоростей (первый член в правой части уравнения). [c.693]

Используя только это уравнение, нельзя дать однозначный ответ о характере влияния переменного электрического поля на энергию турбулентных пульсаций струи, так как влияние будет сказываться как через изменение средней скорости поступательного движения струи, так и через изменение ее пульсационных составляющих. [c.167]

Остановимся более подробно на связи спектральной плотности поля скоростей с кинетической энергией турбулентности. Предположим на премя, что турбулентность однородна и изотропна. Тогда наряду со структурными функциями поля скоростей существуют и корреляционные функции. Формула, аналогичная (25.8) для следа корреляционного тензора поля скоростей, принимает вид [c.68]

Таким образом, вид структурных функций поля скорости при малых значениях г определяется скоростью диссипации кинетической энергии турбулентности е и вязкостью V. [c.71]

С 1,9 — численная константа). Здесь Ст — характеристика температурных пульсаций, входящая в закон 2/3 для температурного поля <[Г (ri) -- Т (i 2)]2> С гу - ГгГ е — скорость диссипации энергии турбулентности. Подставляя (21) и (22) в формулу (20), получим [c.207]

Шульц-Грунов свидетельствует о противоположном осевом перемещении периферийно расположенных масс газа и масс газа, находящихся в приосевой области камер энергоразделения. В этом случае на фанице раздела потоков, движущихся противоположно, возникает свободная турбулентность. Пристенная турбулентность во вращающихся потоках газа проявляется значительно интенсивнее, чем при прямолинейном течении, но в процессе энергоразделения ей отводится меньщая роль. Шульц-Грунов, ссылаясь на Ричардсона [249], считает, что частицы газа, расположенные на более высоких радиальных позициях, в процессе турбулентного движения могут перемещаться к оси, а приосевые перескакивать на более высокие радиальные позиции. Частицы, перемещающиеся к центру, должны произвести работу против центробежных сил, так как они плотней приосевых. Частицы, перемещающиеся к периферии, должны произвести работу против сил, вызванных фадиентом давления. Эта механическая работа осуществляется в центробежном поле за счет кинетической энергии турбулентности, которая в свою очередь входит в общую кинетическую энергию направленного течения, т. е. элементы газа, перемещающиеся за счет радиальной составляющей пульса-ционного движения с одной радиальной позиции на другую, могут рассматриваться как рабочее тело холодильной машины, обеспечивающей под действием турбулентности перекачку энергии от приосевых слоев к периферийным. Физический процесс энергоразделения имеет аналог среди атмосферных явлений. Шмидт [256] показал, что в атмосфере тепло переносится от бо- [c.161]

Благодаря вращательной составляющей скорости и увеличению осевой скорости в пристенной области увеличивается градиент скорости около поверхности, увеличивается неоднородность скоростных полей, заметной становится радиальная составляющая скорости. Дополнительная энергия затрачивается на образование замкнутых циркуляционных течений в цриосевой области (если они имеются) а также на создание вихрей Тейлора Гфтлера около поверхности стенки. Возрастает и энергия турбулентных пульсаций. [c.132]

Уравнения (1-73) — (1-77) образуют систему основных уравнений плоскопараллельиого турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости. Влияние пульсаций скорости сказывается в уравнениях количества движения, неразрывности и энергии в том, что там появляются соответственно добавочное рейнольдсово напряжение, кажущийся источник и добавочная передача энергии турбулентной теплопроводностью. Чтобы замкнуть систему, необходимо к этим уравнениям присоединить уравнения, связывающие пульсационные составляющие характеристик с их средними значениями. Сложность структуры турбулентного потока и отсутствие достаточного количества надежных опытных данных не позволяют решить эту задачу аналитически. Поэтому для получения необходимых данных по трению, теплообмену и массообмену решающее значение имеют полу-эмпирические методы, основанные на различных гипотезах и эмпирических соотношениях. Некоторые из этих методов рассматриваются в гл. 10 и 11. [c.26]

Геофизическая турбулентность. Турбулентные движения всегда диссипативны, поэтому они не могут поддерживаться сами по себе, а должны черпать энергию из окружающей среды. Турбулентность возникает либо в результате роста малых возмущений в ламинарном потоке, либо вследствие конвективной неустойчивости движения. В первом случае энергия турбулентности извлекается из кинетической энергии сдвиговых течений, во втором - из потенциальной энергии неравномерно нагретой жидкости в гравитационном поле. На характер геофизической турбулентности специфическое влияние оказывает стратификация атмосферы (распределение массовой плотности р и других термогидродинамических параметров по направлению силы тяжести) и вращение Земли (с угловой скоростью Q =7.29-10" с" ). Кроме этого, многокомпонентность реальной атмосферы приводит часто к бароклинности смеси, вызванной зависимостью р не только от давления р (как в баротропных средах), но также от [c.11]

Турбулентная диффузия. В комплексе проблем, связанных с теоретическим рассмотрением процессов тепло-и массопереноса в природной турбу-лизованной многокомпонентной среде, важное значение имеет моделирование распространения малых примесей в атмосфере (в том числе перемешивание воздушных масс с учетом их химической активности). Наряду с газами, в атмосфере присутствуют также аэрозоли различного типа и размеров, частично участвующие в химических превращениях и фазовых переходах. Сюда же относятся радиоактивные примеси, имеющие как естественное (радон, торон и продукты их распада), так и искусственное (производство и испытания ядерного оружия, выбросы при авариях на атомных электростанциях и других объектах) происхождение. В процессе переноса указанных примесей в атмосфере и их перемешивании определяющую роль играет турбулентная диффузия, характер которой зависит от структуры пульсационного поля скоростей и распределения энергии турбулентности между пульсациями различных пространственных масштабов. При описании процессов диффузии в турбулентной атмосфере можно выделить средние значения концентраций примеси Zпульсационные отклонения 2 от [c.18]

Динамическая природа турбулентности. Сделаем несколько общих замечаний о динамической природе турбулентности в нелинейной диссипативной газожидкой системе, которая может обмениваться с окружающими телами как энергией, так и веществом (в силу чего возможно образование различных пространственно-временных структур, последовательности которых и составляют процесс самоорганизации). При наличии турбулентности каждая индивидуальная частица такой среды движется случайно, так что ее координаты и направление движения изменяются со временем по закону марковского случайного процесса. Полное статистическое описание турбулентного течения сводится к определению вероятностной меры на его фазовом пространстве (г,/ ), состоящем из всевозможных индивидуальных реализаций характеризующих его случайных термогидродинамических полей. Поэтому турбулентность можно рассматривать на основе статистической механики многих частиц (см., напр., (Обухов, 1962)), или для ее описания использовать кинетическое уравнение, являющееся аналогом уравнения Больцмана в фазовом пространстве для некоторой условной функции плотности распределения вероятностей /турб Р О служащей основной статистической характеристикой пульсирующего движения (Клгшонтович, [c.20]

В осредненном турбулизованном течении, по сравнению с его ламинарным аналогом, существует большое разнообразие всевозможных механизмов обмена скоростей перехода) между различными видами энергий движения частиц, вносящих свой вклад в суммарную сохраняющуюся энергию материального континуума. Для наиболее полного истолкования отдельных слагаемых энергетического баланса, рассмотрим полную систему уравнений энергии для осредненного поля пульсирующих термогидродинамических параметров смеси, включая уравнение баланса кинетической энергии турбулентных пульсаций. [c.125]

Среди предположений, сделанных при выводе этих формул, весьма существенна гипотеза лагранжевой инвариантности переносимой субстанции. Как было упомянуто выше, для химически активной газовой смеси, стратифицированной в гравитационном поле, указанная гипотеза в общем случае не справедлива, и в соотношения (3.3.19 ), (3.3.3 ) и (3.3.15 ) необходимо вводить поправку, учитывающую влияние неоднородного распределения энтропии (температуры) и состава на эффективность турбулентного перемешивания. Такого рода поправка к турбулентным коэффициентам переноса в многокомпонентной смеси может быть найдена, вообще говоря, при использовании так называемой К-теории многокомпонентной турбулентности (см. разд. 4.3.9.). В однородной стратифицированной среде (например, в хорошо перемешанной нижней атмосфере планеты) этот эффект возникает только из-за имеющихся вертикальных градиентов температуры в отдельных областях пространства, благодаря чему появляются дополнительные силы плавучести архимедовы силы) способствующие, или препятствующие образованию энергии турбулентности (см. 4.2). Для учета этого факта Прандтлем был предложен безразмерный критерий- градиентное число Ричардсона Ш = ( / < Т >)(< Т >,3+ gl <Ср >)/(< >,з) (см. формулу (4.2.32)). Исходя из соображений теории подобия, естественно предположить, что все безразмерные характеристики турбулентного потока являются определенными функциями числа / I. Для того, чтобы учесть влияние сил плавучести в соотношениях (3.3.20), (3.3.3 ) и (3.3.15 ), можно использовать следующие поправки к масштабу Ь [c.159]

Перейдем к выводу дифференциальных уравнений переноса, описывающих эволюцию одноточечных вторых моментов < А "В > турбулентных пульсаций термогидродинамических параметров химически активной многокомпонентной среды с переменной плотностью и переменными теплофизическими свойствами. Такие уравнения для однородной жидкости в приближении Буссинеска Буссинеск, 1877) лежат в основе метода инвариантного моделирования во многих современных теориях турбулентности различной степени сложности (см. (Турбулентность Принципы и применения, 1980)). Несмотря на полуэмпирический характер уравнений для моментов, в которых при описании корреляционных функций высокого порядка используются приближенные выражения, содержащие эмпирические коэффициенты, следует признать достаточную гибкость основанных на них моделей. Они позволяют учесть воздействие механизмов конвекции, диффузии, а также возникновения, перераспределения и диссипации энергии турбулентного поля, на пространственно-временное распределение усредненных термогидродинамических параметров среды. Поэтому, подобные уравнения нашли широкое применение при численном моделировании таких течений жидкости, для которых существенно влияние предыстории потока на характеристики турбулентности в точке (Турбулентность Принципы и применения, 1980 Иевлев, 1975, 1990). С другой стороны, ими можно воспользоваться для нахождения коэффициентов турбулентного обмена в свободных потоках с поперечным сдвигом (градиентом скорости), в том числе применительно к специфике моделирования природных сред (Маров, Колесниченко, 1987). [c.168]

Как уже отмечалось, конкретизация разработанных теоретических подходов к описанию многокомпонентных турбулентных сред проведена применительно к актуальным аэрономическим проблемам и моделированию процессов, в связи с которыми эти подходы получили свое дальнейшее развитие. Детально исследован диффузионный перенос в верхней атмосфере планеты на основе систематического использования обобщенных соотношений Стефана-Максвелла. Рассмотрена диффузионно-фотохимическая модель химического состава и температуры нейтральной атмосферы Земли в области верхней мезосферы - нижней термосферы и дана оценка величины усредненного по времени коэффициента турбулентной диффузии. Разработана методика полуэмпирического моделирования изотропных коэффициентов турбулентного обмена в стратифицированном в поле силы тяжести, многокомпонентном газовом потоке с поперечным сдвигом гидродинамической скорости. Получены универсальные алгебраические выра-л<ения для определения коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности смеси в вертикальном направлении, зависящие от локальных значений кинетической энергии турбулентных пульсаций, динамических чисел Ричардсона, Колмогорова и турбулентного числа Прандтля, а также от внешнего [c.314]

Важной вехой развития методов расчета МГД пограничных слоев в 1960-70-х гг. явилось использование вместо алгебраических замыкающих моделей турбулентности дифференциальных моделей, учитывающих диссипацию энергии турбулентности в магнитном поле. Одной из первых работ этого направления стала статья Г. Р. Алавидзе и А.Б. Ватажина [24], где для анализа турбулентных МГД течений [c.518]

Смысл этой величины можно уяснить, заметив, что при наличии пульсаций плотности р на турбулентные элементы действует архимедова сила — р , так что В есть средняя работа архимедовой силы при турбулентных перемещениях элементов жидкости. Таким образом, величина В описывает взаимные превращения кинетической энергии турбулентности и потенциальной энергии вертикального столба жидкости непостоянной плотности в поле тяжести. Особенно существенную роль играют такие взаимные превращения в случае вертикально стратифицированной жидкости с переменной по высоте средней плотностью (например, в атмосфере при отличной от безразличной температурной стратификации или в море со стратификацией солености). Если вертикальная стратификация жидкости устойчива, то вертикальные перемещения турбулентных элементов сопровождаются затратой энергии на работу против архимедовых сил, так что 5 < О (заметим, что при устойчивой стратификации плотность убывает с высотой, и пульсации плотности и вертикальной скорости, очевидно, будут иметь положительную корреляцию). В случае неустойчивой стратификации, наоборот, при вертикальных перемещениях турбулентных элементов работа архимедовых сил совершается за счет потенциальной энергии стратификации и приводит к росту энергии турбулентности в этом случае 5 > О (корреляция [c.352]

Указанное явление, называемое эволюцией уровня метеорологических полей, затрудняет определение статистических характеристик таких полей. Тем не менее опыт показывает, что если ограничиться лишь наблюдениями, относящимися к определенному сезону года, времени суток и синоптическим условиям (т. е. определенной погоде ), то при осреднении по временному интервалу т, заметно превосходящему характерный период макро-структурных элементов или когерентных структур (турбулентных образований, содержащих основную долю энергии турбулентности), средние значения метеорологических полей будут относительно устойчивыми. В таком случае можно считать, что соответствующие наблюдения образуют статистический ансамбль , позволяющий производить вероятностное осреднение. В приземном слое воздуха временной масштаб макроструктурных элементов можно оценить по порядку величины как отношение где и — характерное значение скорости ветра, а о — характерный горизонтальный масштаб макроструктурных элементов, измеряющийся десятками или несколькими сотнями метров. Поэтому отношение Lo/i7 имеет порядок несколько десятков секунд, и при осреднении по интервалам времени порядка десяти—двадцати минут средние значения скорости ветра, температуры и т. д. оказываются относительно устойчивыми и могут рассматриваться как приближенные значения вероятностных средних для соответствующих случайных полей. Правда, при дальнейшем значительном увеличении периода осреднения до интервалов порядка нескольких часов или еще больших средние значения заметно меняются и могут снова стать малоустойчивыми за счет влияния длиннопериодных синоптических колебаний , относящихся к турбулентности средних масштабов, а затем и к макротурбулентности, однако такой турбулентностью мы здесь заниматься не будем. [c.373]

Параметр с оказался существенно зависящим от Re . Это, повидимому, связано с увеличением кинетической энергии турбулентного движения капли, что может повысить ее теплоотводящую способность при попадании на горячую стенку. Множитель с экспонентой учитывает уменьшение осаждения капель из-за их отдува собственным паром в градиентном поле температур около перегретой стенки. Учет влияния Tw в такой форме предложен в работе Е. Gani , W. Rohsenow (1976). [c.254]

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]

Уравнения баланса энергии турбулентности, позволяющие количественно оценить роль процессов обмена и диссипации в общем процессе передачи энергии от осредненного движения к турбулентности и далее в тепло, впервые были привлечены к анализу поля осредненных скоростей А. Н. Колмогоровым (1942, 1946) и В. Г. Невзглядовым (1945, 1959). К настоящему времени в гидродинамике детально изучены отдельные составляющие уравнения баланса энергии турбулентности для течений в круглых трубах, широких каналах и в пограничном слое ). Важные измерения, объясняющие механизм местных потерь энергии при внезапном расширении потока, проведены Б. А. Фидманом (1953, 1958). [c.716]

Допуская, что все одноточечные моменты зависят только от 2, мы тем самым неявно предполагаем, что эти моменты могут быть определены, т. е.. что значения всех гидродинамических полей в приземном слое атмосферы обладают определенной статистической устойчивостью. Вообще говоря, это предположение также может вызывать сомнения, так как условия в атмосфере существенно зависят от времени суток и от времени года, причем, кроме регулярных суточных и годовых колебаний, значения любого гидродинамического элемента в данной точке атмосферы испытывают еще нерегулярные колебания самых разнообразных периодов. Эти нерегулярные колебания можно рассматривать как проявления турбулентности различных пространственных масштабов, от весьма малых (порядка сантиметров, и долей сантиметра) и до очень больших— порядка размеров циклонов и антициклонов или даже масштабов неоднородностей общей циркуляции атмосферы. Поэтому временные средние значения, например, температуры или скорости ветра в фиксированной точке атмосферы оказываются, во-первых, существенно зависящими от величины интервала осреднения и, во-вторых, при данном масштабе осреднения колеблющимися от выборки к выборке под действием компонент турбулентности с периодами, сравнимыми с величиной интервала осреднения или превосходящими эту величину. Указанное явление, называемое эволюцией уровня метеорологических полей, существенно затрудняет попытки определения статистических характеристик таких полей. Тем не менее, опыт показывает, что если ограничиться лишь наблюдениями, относящимися к определенному сезону года, определенному времени суток и определенным синоптическим условиям (т. е. определенной погоде ), то при осреднении по временному интервалу t, заметно превосходящему характерный период макроструктурных элементов (турбулентных образований, содержащих основную долю энергии турбулентности), [c.361]

Сложность этого вопроса усугубляется еще тем. что скорость приближения к изотропии у возмущений с разными волновыми числами оказывается различной. В случае наиболее длинноволновых возмущений (с очень малыми значениями к) стремление к изотропии проявляется слабо для идеализированной модели однородной турбулентности в безграничном пространстве (для которой только и имеет смысл говорить о возмущениях со сколь угодно малыми к) при некоторых специальных условиях регулярности , налагаемых на поле скорости, можно даже доказать теоретически, что асимптотическая форма спектрального тензора р1](к, t) при Л->0будет сохраняться неизменной в процессе эволюции турбулентности, так что начальная анизотропия в крайней длинноволновой области здесь никогда не исчезнет (подробнее об этом см. ниже п. 15.2). Для области спектра, содержащей основную часть энергии турбулентности, приближение к изотропии определенно имеет место, но является довольно медленным (оно характеризуется теми же масштабами времени, что и общий процесс убывания энергии турбулентности под действием вязкости ср. работы Таунсенда (1954), Уберои (1957). Милса и Корсина (1959), Корсина (1959) и Уберои и Уоллеса (1966). результаты которых кое в чем расходятся друг с другом) ). Наоборот, в области наиболее мелких возмущений, характеризующихся большими значениями к, приближение к изотропности происходит очень быстро при достаточно больших значениях числа Рейнольдса изотропность в этой области спектра устанавливается раньше, чем общая энер-,гия турбулентности успевает существенно измениться. Это обстоятельство [c.116]

Рассмотрим теперь изотропную турбулентность в температурнонеоднородной жидкости в таком случае поле пульсаций температуры также будет однородным и изотропным случайным полем. При обычном условии, что скорость и х, t) всюду мала по сравнению со скоростью звука и изменения температуры малы по сравнению со средней абшлютной температурой, плотность жидкости р, а также молекулярные коэффициенты кинематической вязкости v = i)/p и температуропроводности X —можно считать постоянными. Условимся, кроме того, не принимать во внимание лучистый теплообмен и прогревание среды, вызываемое диссипацией кинетической энергии турбулентности тогда поле пульсаций температуры (дс, t) будет удовлетворять обычному уравнению теплопроводности (1.72), точно совпадающему с уравнением диффузии пассивной примеси с молекулярным коэффициентом диффузии х- Ниже мы будем исходить из этого уравнения (1.72), так что все последующие рассуждения будут одинаково применимы и к температуре и к концентрации пассивной примеси однако, поскольку случай поля температуры наиболее важен для приложений и наиболее доступен для экспериментальной проверки, мы будем все время называть температурой. [c.122]

Исследованию турбулентности в слабо сжимаемой среде с учетом нелинейного взаимодействия случайного акустического поля с вихревой компонентой турбулентности посвящена работа Кляцкина (19666). Предполагая турбулентность однородной и изотропной, Кляцкин линеаризировал уравнения гидромеханики относительно величин, описывающих случайное акустическое поле, и получил соотношение, представляющее собой разложение уравнения баланса энергии турбулентности по малому параметру р = где и — характерные скорости соленоидальной и потенциальной компонент пульсаций скорости. В случае, когда нет посторонних источников акустических волн, параметр р оказывается пропорциональным (Ма) = [c.308]

В конце п. 5.9 части 1 мы уже подчеркивали, что перемежающаяся турбулентность наблюдается очень часто и играет важную роль в процессе перехода ламинарных течений в турбулентные, во внешних областях турбулентного пограничного слоя и во всевозможных свободных турбулентных течениях. Теперь мы видим, что перемежаемость распространена значительно шире, чем это указывалось в части 1, и играет еще более важную роль. Приведенные выше данные делают правдоподобным представление, согласно которому мелкомасштабная турбулентность почти всегда или даже всегда является перемежающейся (в частности, опыты Сэндборна показали, что в турбулентном пограничном слое мелкомасштабная турбулентность оказывается перемежающейся, начиная практически от самой стенки, в то время как полное поле скорости имеет такой характер лишь на значительных расстояниях от нее). Есть основания предполагать также, что с ростом числа Рейнольдса интервал масштабов (или волновых чисел), для которых имеет место заметная перемежаемость, все более и более расширяется. С этим предположением, в частности, хорошо согласуется то обстоятельство, что в природных турбулентных течениях, характеризуемых особенно большими Не, а именно в свободной атмосфере и в океане, многими авторами отмечалось наличие чередующихся областей интенсивной турбулентности и областей относительного покоя, т. е. перемежаемость даже и возмущений, содержащих основную долю энергии турбулентности (см., например, Кречмер, Обухов и Пинус (1952) или Грант, Стюарт и Моильет (1962)). [c.529]

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ — устройства, преобразующие часть энергии турбулентной затопленной струи жидкости в энергию акустич. волн. Работа Г. и. основана на генерировании возмущений в жидкой среде в виде нек-рого поля скоростей и давлений при взаимодействии вытекающей из сопла струи с препятствием определённой формы и размеров либо прп принудительном периодич. прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие на основание струи у сопла, способствуя установлению автоколебательного режима. Механизм излучения звука возмущениями мол ет быть различным в зависимости от конструкции Г. п., к-рая принципиально отличается от конструкции газоструйных излучателей для воздушной среды, хотя Г. и. и называют лшдкостными свистками. [c.79]

В самом деле, если предположить, что конвективное поле и всюду постоянно, то ошибка, обусловленная неразличимостью, не будет появляться. Однако в нелинейных задачах, как известно, компоненты взаимодействуют таким образом, что энергия перепосится от длинноволновых компонент к коротковолновым. (В физике известно, что энергия турбулентности обычно переносится от больших вихрей к меньшим, а энергия малых вихрей диссипирует или преобразуется во внутреннюю энергию посредством трения.) Для того чтобы имело место такое взаимодействие компонент, совсем не обязательно наличие настоящей нелинейности достаточно, чтобы скорость и была функцией пространственных переменных. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...