Турбулентность корреляция скоростей

Параметр К представляет собой лагранжев микромасштаб турбулентности, К — отношение времени передачи импульса частицы при столкновении к промежутку времени, в течение которого элемент жидкости остается в области корреляции скоростей. [c.75]

Уже формула (33,6) качественно определяет корреляцию скоростей в локальной турбулентности, т. е. связь между скоростями в двух близких точках потока. Введем теперь функции, которые могут служить количественной характеристикой этой корреляции ). [c.193]

Коэффициент корреляции, характеризующий статистические свойства турбулентных пульсаций скорости, [c.189]

Обращают на себя внимание два обстоятельства. На первом графике коэффициент корреляции в слое смешения вблизи сопла проходит через нулевое значение четырежды, прежде чем корреляция на оси струи первый раз изменяет знак. Расстояние между двумя нулями коэффициента характеризует продольный масштаб периодических вихрей. На втором графике представлены коэффициенты в узких полосах частот (фильтры с постоянной полосой пропускания / = 10 Гц). Из рис. 1.6,д следует, что периодичность течения при St = 0,48 проявляется в гораздо большей степени, чем при меньших (St = 0,20) и больших (St = 1,2) частотах при начальных уровнях турбулентности о = 0,5 и 5% и 10%. Об этом же свидетельствует и изменение максимальных значений пространственно- временной корреляции скоростей на оси струи в узких полосах частот (рис. 1.6,6). [c.17]

Диффузия частицы в пространстве концентраций пассивной примеси. Построение моделей для средних значений концентраций примеси тесно связано с проблемой турбулентной диффузии частиц. Действительно, концентрация примеси может быть введена как концентрация большого числа безынерционных и достаточно мелких частиц. Плотность вероятности положения одной, выбранной наугад частицы пропорциональна средней концентрации частиц. Применение диффузионной аппроксимации для описания турбулентного потока частиц обоснованно лишь тогда, когда характерное время корреляции скоростей частицы мало по сравнению с характерным временем задачи. Эти достаточно очевидные соображения наиболее [c.398]

Оценим относительную величину Ь. Подынтегральная двухточечная корреляция заряда д в (2.10) по структуре не должна сильно отличаться от двухточечной корреляции скоростей (например, продольной корреляции) и поэтому может быть представлена в виде произведения (д (Р)) и некоторой скалярной функции, которая близка к нулю при Гмр > и является величиной порядка единицы при г р < I, где I -интегральный эйлеров масштаб турбулентности. Функция Грина С по порядку величины равна А кг р) . Поэтому Ь Оценку [c.616]

Тщательные измерения турбулентных пульсаций скорости и коэффициентов корреляции в турбулентном пограничном слое на плоской пластине с понижением и повышением давления в направлении течения выполнены Г. Б. Шубауэром и П. С. Клебановым [ ]. [c.511]

Следует отметить, что аналогичные уравнения известны в теории молекулярной диффузии (броуновского движения), учитывающей инерцию частиц, в теории турбулентной диффузии с конечной скоростью [21]. Телеграфное уравнение для диспергируемой фильтрационным потоком примеси получено в работе [50] в предположении конечности времени корреляции скорости блуждания жидкой частицы. Для получения таких уравнений принимается [c.230]

Рис. 8.29. К определению тензора пространственных корреляций турбулентных пульсаций скорости

Уже формула (32,1) качественно определяет корреляцию скоростей в локальной турбулентности, т. е. связь между скоростями в двух близких точках потока. Введём теперь величины, которые могут служить количественной характеристикой этой корреляции ). Такими величинами являются, например, компоненты тензора [c.154]

В литературе часто встречается несколько иная точка зрения, основанная на концепции утолщения пограничного слоя в жидкостях с пониженным сопротивлением. В этом подходе внимание сосредоточивается на структуре пристенной турбулентности, а не на скорости диссипации во всем ноле течения. Для обоснования такого подхода очевидна важность экспериментов по снижению лобового сопротивления в шероховатых трубах, однако опубликованные до сих пор результаты до некоторой степени противоречивы. Корреляции, основанные на этом подходе, часто появляются в литературе и представляются обычно в терминах критического касательного напряжения на стенке Ткр, ниже которого снижение сопротивления не наблюдается. Если для коэффициента трения при отсутствии эффекта снижения сопротивления использовать [c.284]

Турбулентный режим. Как отмечалось ранее, течение волновой пленки жидкости и массообмен в ней имеет ряд характеристик, свойственных турбулентному режиму. Это, в первую очередь, наличие пульсационной составляющей в распределении скорости и турбулентного потока вещества в суммарном переносе субстанции. При турбулентном режиме подобные составляющие, в отличие от рассмотренных ранее при волновом течении, имеют случайный характер. Корреляция случайных величин (будь то скорости или концентрации) остается неизвестной, поэтому приходится пользоваться теми или иными моделями, отличающимися между собой как точность [c.26]

Пространственно-временные корреляции характеризуют статистическую связь между пульсациями скорости в различных точках пространства и в различные моменты времени. Этот параметр позволяет анализировать возникновение и последующее разрушение турбулентных объемов. [c.265]

На рис. 7.8 "[30] представлено изменение коэффициента корреляции продольных (вдоль оси х) пульсаций скорости потока с турбулентностью, наведенной сеткой с размером ячейки а. Безразмерное расстояние (вдоль оси у) между точками измерения пульсаций скорости изменялось от г = у/а = О до г = 1 измерения произведены в сечении потока на расстоянии от сетки вниз по течению, большем чем 40й. [c.128]

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

Проектировщиков гидромашин, как правило, интересуют осредненные характеристики течений на тех или иных режимах работы между тем ряд причин заставляет отнестись более внимательно к изучению пульсационных компонент. Во-первых, осредненные характеристики течений тесно связаны с пульсационными компонентами. Дополнительные турбулентные напряжения в уравнениях Рейнольдса для осредненных компонент представляют собой корреляции пульсационных компонент скоростей потока. Во-вторых, интенсивные пульсационные компоненты являются источником возмущений, вызывающим деформационные колебания различных элементов конструкции гидромашин. Указанные обстоятельства заставляют разрабатывать методы исследования турбулентного потока жидкости в элементах гидромашин, которые позволяют вместе с осредненными вычислить также и пульсационные характеристики потока. [c.103]

Магнитное поле взаимодействует лишь с пульсационным движением, воздействуя непосредственно только на поперечные пульсации V и w. На продольные пульсации скорости и поле действует косвенно через механизм корреляции между продольными и поперечными пульсациями. Так как иоле гасит пульсации скорости, переносимые потоком из области вне магнитного поля, и препятствует появлению новых, то при увеличении числа На происходит затягивание ламинарного режима течения. Последующий переход к турбулентному режиму течения происходит так же, как при течении в отсутствие поля в гладкой трубе — скачком, практически сразу по всему сечению трубы. [c.68]

Если сравнить уравнение (197) с уравнением движения Рейнольдса для осредненного турбулентного пограничного слоя, то можно сделать вывод, что функция F (х, у) играет роль, аналогичную роли напряжениям Рейнольдса в турбулентном потоке. Принципиальное различие заключается в том, что дополнительные силы трения в колеблющихся ламинарных потоках зависят от корреляции между скоростями Аи, А о, Аи д A.U д Лмш [c.85]

Найдем распределение средней (по реализациям) температуры в указанных условиях. Для этого воспользуемся принципом наложения действий мгновенных точечных источников. Пусть в плоскости XZ на элементарной площадке Хо, xo+dxo в течение промежутка времени то, Тс + То действует тепловой источник мощности до. Если корреляция между тепловым и турбулентным движениями частиц жидкости отсутствует, то в системе координат, движущейся вместе с потоком со скоростью V, уравнение теплопроводности может быть записано в виде [c.316]

Для суждения о нарушении осевой симметрии в круглой турбулентной струе (о модовом составе крупномасштабных когерентных структур) используются измерения пространственной азимутальной корреляции продольных пульсаций скорости, пульсаций температуры [1.48] в слое смешения, а также пульсаций давления вне струи в ее ближнем акустическом поле. Так, по данным измерений азимутальной корреляции пульсаций скорости Ruu ) ортогонального Фурье-разложения [c.25]

Временные корреляции (автокорреляции) характеризуют время жизни (су-ществювания) турбулентных вихрей. Общий вид изменения коэффициента автокорреляции иллюстрирует рис. 13.7. Большая кривизна и резкое снижение Л(т) в окрестности начала координат указывают на наличие в потоке широкого диапазона размеров турбулентных вихрей. При наличии в турбулентных пульсациях скорости элементов периодичности коэффициент автокорреляции через некоторый промежуток времени становится отрицательным, далее снова положительным и т. д., асимптотически приближаясь к нулю. [c.269]

Можно определить лагранжеву пространственно-временную корреляционную функцию следующим образом. Введем для пространственного разделения и временной задержки т среднюю скорость, определяемую как мгновенное среднее значение скорости по объему порядка Важно, чтобы I и т были много меньше соответственно масштаба и периода макровихрей. Если это сделано, то при вычислении корреляций средняя скорость не будет меняться при переходе от одной точки к другой. Если мы определим лагранжеву корреляцию как корреляцию величин, взятых в системе координат, движущейся со скоростью v, мы можем высказать разумную гипотезу, что такие корреляцихг имеют подобие в инерционной подобласти спектра турбулентности. Например, лагранжева корреляция скоростей может быть записана в виде [c.400]

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]

Для экспериментов с турбулентным двилеением удобнее пользоваться коэффициентами продольной и поперечной корреляции скорости г) и и г), которые определяются следующим образом (для пояснения обозначений приводится рис. 93) [c.259]

Характерным свойством открытой системы с большим числом (Л оо) независимых динамических переменных (г,р) является ее динамическая неустойчивость из-за перемешивания (экспоненциальной расходимости близких в начальный момент фазовых траекторий), так что любое начальное распределение функции плотности вероятностей в фазовом пространстве стремится к предельному равновесному распределению, то есть наиболее хаотичному состоянию с максимальной энтропией (в смысле Больцмана-Гиббса-Шенона). Турбулизацию движения жидкости или газа можно представить также как результат изменения топологии фазовых траекторий, приводящего к перестройке аттракторов и качественному изменению бифуркации) состояния движения. Корреляции скорости в любой точке потока ограничены малыми временными интервалами, зависящими от начальных условий, за пределами которых причинную связь между полем скоростей в различные моменты времени, в том числе корреляцию с предыдущим движением, установить невозможно. Все это подкрепляет представление о стохастическом характере пульсаций скорости в турбулентном потоке, которые возникают как результат потери устойчивости ламинарного движения гидродинамической системы при изменении внешних управляющих параметров (например, числа Ке). С этой точки зрения турбулентное движение является более хаотическим, чем ламинарное - турбулентность отождествляется с хаосом (или шумом). Отражением стохастической природы турбулентности служит плотное переплетение фазовых траекторий с различным асимптотическим поведением (топологией) и структурой окружающих их областей притяжения (аттракторов). Такое поведение траекторий в фазовом пространстве означает, что система обладает эргодичностью, то есть почти для всех реализаций случайного поля временные средние равны соответствующим статистическим средним, ее временные корреляционные функции быстро затухают, а частотные спектры непрерывны. Эргодическое свойство, по-видимому, является одной из характерных черт стационарного однородного мелкомасштабного турбулентного поля (см., например, Кампе де Ферье, 1962)). [c.21]

Интересные выводы о влиянии взвеси на спектр турбулентности недавно получены Ю. А. Буевичем и Ю.. П. Гупало (1965) в результате теоретического исследования процесса затухания изотропной турбулентности при наличии взвешенных частиц Анализ полученных динамических уравнений для корреляций скорости жидкости и взвешенных в ней мелких частиц свидетельствует, что в конечном периоде вырождения изотропной турбулентности наличие взвешенных частиц не только приводит к более быстрому (экспоненциальному) затуханию флуктуаций, но в случае конечных значений отношения плотностей жидкости и материала частиц обусловливает также заметное искажение энергетического спектра турбулентности по сравнению со случаем однородной жидкости. Оказывается, что эффект наличия взвешенных частиц наиболее суш ествен в диапазоне малых волновых чисел. Авторы отметили, что, вопреки распространенным априорным утверждениям ), именно в этой области волновых чисел и происходит наиболее значительное искажение спектра, указываюш ее на то, что частицы способствуют искажению в первую очередь крупных, а не мелких вихрей. [c.762]

Рис. 18.4. Измерение турбулентных пульсаций скорости в прямоугольном канале. По Райхардту [ ]. Показаны изменения величины u v касательного напряжения т/р и коэффициента корреляции -ф по ширине

В последнее время очень тщательные экспериментальные исследования турбулентных пограничных слоев при наличии градиента давления выполнены Г. Б. Шубауэром и П. С. Клебановым [ ], а также Дж. Лауфером и Ф. Г. Клаузером [ ]. В двух первых работах содержатся, в частности, измерения турбулентных пульсаций скорости, а также коэффициентов корреляции (см. главу XVni). В третьей работе особое внимание уделено тщательным измерениям касательного напряжения. [c.603]

Если представить в такой форме данные для полимерных ja TBopOB, то возникает вопрос о подходяш ем определении числа ейнольдса, поскольку вискозиметрическая вязкость этих растворов обычно зависит от скорости сдвига. Обычно используют такое определение числа Рейнольдса, при котором справедлива корреляция для ламинарного течения полимерного раствора [26], ука-зываюш ая на отсутствие снижения сопротивления при числах Рейнольдса ниже 2100 (переход к турбулентному режиму никогда не наблюдается при значениях, меньших 2100). В действительности падение давления при ламинарном течении раствора более высокое, чем при течении с той же расходной скоростью чистого раство- [c.281]

Более надежные результаты можно получить при непосредственном измерении пульсаций скоростей и температур и их корреляций v t и u v. По крайней мере, для турбулентного ядра потока можно пренебречь молекулярной составляющей. Заменив производные отношением AtlAu, получим формулу Аи [c.95]

В этом случае автокорреляция совпадает с пространственной корреляцией для рассматриваемой точки и точки, сдвинутой на расстояние ( м)ср в направлении оси д , а измерение ее является более надежным, поскольку измерение пространственной корреляции связано с искажением показаний второго датчика, расположенного ниже по потоку за датчиком в первой точке. Использование гипотезы Тэйлора в случае течения с поперечным сдвигом и большим уровнем турбулентности, что характерно для пучков витых труб, может быть оправдано тем, что рассматрив ается только область ядра потока с примерно постоянной скоростью [39]. Тогда экспериментально можно определить автокорреляцию величины и при задержке времени т [c.76]

ТУРБУЛЕНТНАЯ ДИФФУЗИЯ плазмы — разновидность аномальной диффузии плазмы, заключающаяся в аномаль 1о быстром переносе энергии и массы вещества плазмы под дсйсгвием эл.-.магн. флуктуаций с плотностью энергии, значительно превышающей тепловой равновесный уровень. Скорость Т. д, существенно зависит от корреляции движения частиц плазмы с флуктуац. эл.-магн. полями, Т. д. вызывает аномально быстрые переносы как в лаб. плазме (токамаки, стсллараторы и др. плазменные установки), так и в космической (солнечный ветер, околоземная ударная волна, межзвёздный ионизованный газ и т. д.), [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...