Турбулентности внутренний масштаб

Будем считать, что существенное изменение средней температуры происходит на тех же расстояниях I (основной масштаб турбулентности), на которых меняется средняя скорость движения. К мелкомасштабным (масштабы X I) пульсациям температуры можно применить те же общие представления и соображения подобия, которые были ул<е использованы при рассмотрении локальных свойств турбулентности в 33. При этом будем считать, что число Р 1 (в противном случае может оказаться необходимым введение двух внутренних масштабов, определенных по V и по х)- Тогда инерционный интервал масштабов является в то же время конвективным, — выравнивание температур в нем происходит путем механического перемешивания различно нагретых жидких частиц без участия истинной теплопроводности свойства температурных пульсаций в этом интервале не зависят и от крупномасштабного движения. Определим зависимость разностей температур Т%, от расстояний X в инерционном интервале (Л. М. Обухов, 1949). [c.299]

Если сверху размеры турбулентных пульсаций ограничены геометрическими размерами потока, то снизу — некоторой величиной / , представляющей собой наименьший размер турбулентных пульсаций (внутренний масштаб турбулентности). Так как частота пульсаций, т. е. величина шД, тем меньше, чем больше I, то крупномасштабные пульсации называют низкочастотными, а мелкомасштабные — высокочастотными. [c.394]

В случае изотропной турбулентности, наблюдающейся вообще вдали от твердых стенок, когда влияние последних отсутствует, масщтаб турбулентных пульсаций ограничен сверху геометрическими размерами потока Ь, а снизу — внутренним масштабом турбулентности меньшим Ь в Ке раз. [c.418]

Если бы это было не так и внутренний масштаб турбулентности был бы, как и в случае изотропной турбулентности, равен L/Re (числовой коэффициент опущен), то толщина вязкого подслоя имела бы тот же порядок величины, что и 1у, т. е. бя — L/Re Но тогда после [c.419]

Радиус рл когерентности плоской волны при очень сильных флуктуациях в атмосфере равен р , = О, ) 1 ( e/ x/о л ) в случае влияния внутреннего масштаба турбулентности /о [c.93]

Идеи Л. Прандтля, К. Тейлора и А. Н. Колмогорова о существовании некоторых внутренних масштабов турбулентности позволили создать полуэмпирические методы, являющиеся пока единственно оправдавшим себя способом распространения эмпирических сведений в этой области за непосредственные рамки экспериментальных данных. [c.3]

Из этих соображений следует, что к крупномасштабным компонентам турбулентности поля, зависящим от геометрии границ, и к компонентам мельчайших масштабов, для которых поток целиком вязок, невозможно применить единую теорию. Применимость теории Колмогорова ограничена внутренним масштабом и объемом, размеры которого отличны от местного граничного масштаба Ь. Таким образом, эта теория может применяться только к системам, для которых число Рейнольдса Re=УL/v настолько велико, что Это требование больших чисел [c.269]

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]

Рассуждения, проведённые выше при определении внутреннего масштаба турбулентности, не могут быть непосредственно перенесены на определение внешнего, и промежуточных масштабов турбулентности на том основании, что по мере понижения порядка пульсации , т. е. по мере повышения масштаба турбулентности, должна уменьшаться зависимость его от вязкости жидкости. Таким образом, при оценке промежуточных масштабов турбулентности мы должны коэффициент вязкости из рассмотрения исключить и сохранить лишь удельную энергию г , под которой теперь следует понимать не энергию, рассеиваемую в теплоту, а энергию, передаваемую от поля пульсаций данного порядка к полю пульсаций порядка на единицу выше. Рассматривая удельную энергию е,, и сам линейный масштаб /д. поля пульсаций порядка к с точки зрения размерностей, мы видим, что из них можно составить только одну комбинацию, имеющую размерность скорости, в виде [c.502]

А. Н. Колмогоровым получено выражение для внутреннего масштаба турбулентности, характеризующего размеры тех вихрей, где энергия потока переходит непосредственно в тепловую вследствие действия сил вязкости. [c.128]

Внутренний масштаб турбулентности [c.512]

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]

Простой переход от внутреннего масштаба турбулентности к внешнему или промежуточным невозможен, так как по мере увеличения масштаба турбулентности уменьшается зависимость его от вязкости. В силу этого при оценке промежуточных масштабов турбулентности следует исключать из рассмотрения коэффициент кинематической вязкости, а вместо него учитывать характерный размер 4 Для -го порядка промежуточного масштаба пульсации. Одновременно следует учитывать, что под удельной энергией здесь понимается энергия, передаваемая от поля пульсации рассматриваемого порядка к полю пульсации с порядком на единицу выше. Тогда, пользуясь размерностями удельной энергии ей и характерного размера 4, можно составить только одну зависимость для скорости [c.105]

Интенсивное перемешивание слоев жидкости в гидравлическом прыжке, значительно большее перемешивания в турбулентном потоке до прыжка и на сравнительно удаленном участке после прыжка, вызывает дробление крупных вихрей на более мелкие. Масштаб турбулентности в гидравлическом прыжке изменяется от внешнего масштаба, определяемого длиной пути перемешивания, до наиболее мелких масштабов, характеризуемых внутренним масштабом турбулентности, т. е. порядком тех расстояний, при которых делается существенным влияние вязкости. Переход от крупномасштабной к мелкомасштабной пульсации, начинающийся в зоне прыжка, полностью завершается за пределами гидравличе- [c.330]

Зависимость дисперсии сильных флуктуаций интенсивности от внутреннего масштаба турбулентности [c.93]

Асимптотический анализ выражения (5.15) при Ds(2a) l приводит к следующим результатам. Если структурная функция фазы, вычисленная на внутреннем масштабе турбулентности [c.94]

Рис. 5.4. Дисперсия сильных флуктуаций интенсивности коллимированного пучка (Й = 1) при различных значениях внутреннего масштаба турбулентности.

Рис. 5.5. Зависимость дисперсии сильных флуктуаций интенсивности коллимированного лазерного пучка от внутреннего масштаба турбулентности.

В основу способа, предложенного в [47], положено то обстоятельство, что изменения внутреннего масштаба турбулентности оказывают существенное влияние на поведение спектра флуктуаций интенсивности оптического излучения в области высоких частот и слабо влияют на низкочастотную часть спектра. Это позволило в приближении метода плавных возмущений построить расчетные зависимости для отношения дисперсий флуктуаций интенсивности в узких спектральных участках 1 и 2 ф(/о) = [c.217]

Рис. 9.1. Схема устройства определения внутреннего масштаба турбулентности из измерений спектральных флуктуаций интенсивности.

Широкое распространение нашел способ [60], основанный на измерении отношения светового потока через узкую щель, расположенную в центре дифракционной картины, к полному потоку, принятому объективом. Специальным выбором размера приемного объектива, так чтобы структурная функция фазы, вычисленная на его диаметре, давала величину, не превышающую 1, удается исключить влияние внутреннего масштаба турбулентности /о. На этом принципе был реализован ряд измерителей [И]. Однако сигнал с приемника в этом случае нелинейным образом связан с определяемой величиной, что является существенным не- [c.228]

Выясним теперь, на каких расстояниях начинает играть роль вязкость жидкости Эти расстояния Хо опре,челяют собой в то л<е время порядок величины масштабов наиболее мелкомасштабных пульсаций в турбулентном потоке (величину Хо называют внутренним масштабом турбулентности в противоположность [c.190]

Таким образом, внутренний масштаб турбулентности быстро надает при увеличении числа Рейнольдса. Для соотпетствугощей скорости имеем [c.191]

Для масштабов впхрей , лежагцих в области Zmm < < (Imm — так называемый внутренний масштаб турбулентности, определяемый вязкостью среды), которую часто называют инерциальной подобластью спектра, функция 5(1, 0) с точностью до постоянной имеет вид ( закон четырех третей ) [c.399]

Продольный и поперечный радиусы корреляции пульсаций скорости в зоне смешения не одинаковы и составляют соответственно 0,1а и 0,04 ж. За областью смешения, после ж = 4 d, имеется зона развитой турб ентности, размеры которой возрастают с х, тогда как убывает как Цх. Отметим, что в работе [23] методом термоанемометра для струи, вытекаюш еи из круглого отверстия, при внутренних числах Рейнольдса Rei mm 800, где Imin — внутренний масштаб поля пульсаций скоростей, т, е. для достаточно больших Ле самого потока, экспериментально исследовано поле турбулентных пульсаций скорости и показано, что достаточно хорошо выполняется колмогоровский вид спектра ( закон /з ). Ряд сведений о турбулентности струи имеется в [24]. [c.414]

В [I] на основе (2.17) для режима длинного импульса проведены приближенные расчеты дисперсии флуктуаций логарифма амплитуды Oy iz, rj = 0, i), нормированной на ее значение в линейной среде ал в зависимости от параметра тепловой нелинейности h = y mgo t, где Хт — пространственная частота, связанная с внутренним масштабом атмосферной турбулентности Х7п 5,92//о. Спектральная плотность флуктуации диэлектрической проницаемости воздуха в инерционном интервале задавалась формулой [c.49]

Когда к достигает другого критического значения Хт, форма функции Ф снова изменяется. Турбулентные вихри, меньщие определенного масштаба, рассеивают свою энергию в результате действия вязких сил, что приводит к быстрому уменьшению Ф (х) при X > Хт. Масштаб /о 2л/хт называется внутренним масштабом турбулентности. Типичное значение масштаба /о вблизи поверхности Земли — несколько миллиметров. [c.367]

Однако в турбулентных течениях всегда имеется некоторый минимальный ( внутренний ) масштаб длины г = L (Re) такой, что в меньших масштабах е < г] турбулентные неоднородности поля скорости сглаживаются под действием молекулярной вязкости (см. VIII раздел в томе 2 для скалярных полей следует [c.161]

ТУРБУЛЕНТНОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ — происходящее в турбулентных потоках движение друг относительно друга т. н. турбулентных элементо) — макроскопич. объемов жидкости, размеры к-рых не меньше, чем внутренний масштаб турбулентности т], нанр., в нижних слоях атмосферы ем (см. Турбулентность). Для описания Т. п. пользуются понятием о пути перемешивания — расстояния, на к-рое может перемещаться турбулентный элемент, сохраняя свою индивидуальность. Это понятие — основа ряда полуэмнирич. теорий турбулентности. [c.210]

Интенсивное перемешивание слоев жидкости в гидравлическом прыжке, значительно превышающее интенсивность перемешивания в турбулентном потоке до прыжка и на сравнительно удаленном участке после прыжка, вызывает дробление крупных вихрей на более мелкие. Масштаб турбулентности в гидравлическом прыжке изменяется от внешнего масштаба, определяемо.го длиной пути перемешивания, до наиболее мелких масштабов, характеризуемых внутренним масштабом турбулентности, т. е. порядком тех расстояний, при которых делается существенным влияние вязкости. Переход от крупномасштабной к мелкомасштабной пульсации, начинающийся в зоне прыжка, полностью завершается за пределами гидравлического прыжка на после-прыжковом или, как иногда его называют, переходном участке /п.п. По исследованиям Т. Г. Войнича-Сяноженцкого, конец гидравлического прыжка определяется эпюрами скоростей, причем глубина в конце прыжка Л меньше глубины на послепрыжковом участке [c.324]

В работе [11] произведен численный расчет относительной дисперсии интенсивности узкого коллимированного пучка по формулам (5.15), (5.16) в зависимости от параметра б(2а) при различных значениях внутреннего масштаба турбулентности. Результаты расчета представлены на рис. 5.4. Здесь же нанесены асимптотические кривые. Видно, что асимптотики удовлетворительно согласуются с численным расчетом при /а<1. Дальнейшее увеличение внутреннего масштаба турбулентности эквивалентно переходу к квадратичной случайно-неоднородной среде 30], когда насыщения относительной дисперсии интенсивности с ростом флуктуаций диэлектрической проницаемости и длины трассы не наступает. Таким образом, вывод об изменении уровня насыщения дисперсии интенсивности в режиме пространственно ограниченного пучка, сделанный на основе ФПМГК, не противоречит общей картине поведения флуктуаций интенсивности при изменении спектра турбулентности. [c.95]

Одновременно с измерениями относительной дисперсии проводились записи средней интенсивности в фокальной плоскости приемной линзы, расположенной в том же пуцкте, что и коллиматор, формировавший основной пучок. Лазерный источник, освещавший приемную линзу, находился на вершине горы. Как показано в [72], такие измерения позволяют определять параметры Ds(2a) и Z)s(/o), характеризующие зависимость дисперсии от интенсивности турбулентности на трассе и усредненного вдоль трассы внутреннего масштаба. [c.96]

Первые оценки внутреннего масштаба /о на основе измеренийг флуктуаций логарифма интенсивности света были выполнены, в [15] в условиях модельной турбулентности. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...