Вихревые структуры

В закрученном потоке могут существовать значительные градиенты осевой составляющей скорости. В вихревой трубе такое состояние движения имеет наиболее ярко выраженный характер вследствие наличия интенсивного противотока. С этой точки зрения приосевой вихрь можно рассматривать как осесимметричную струю, втекающую в поток с несколько отличной плотностью, и, естественно, ожидать эффекты, которые наблюдаются в слое смешения такой струи [18]. Как показано в работе [20], в слое смешения развиваются когерентные вихревые структуры с детерминированной интенсивностью и динамикой распространения. Так, в частности, при движении вниз по потоку расстояние между соседними вихрями увеличивается, что приводит к уменьшению частоты их обнаружения. Очевидно, в этом случае должна иметь место связь таких структур с высокочастотной неустойчивостью в вихревых трубах. [c.117]

Рис. 3.18 Вихревые структуры в слое смешения затопленной струи [250])

По-видимому, ВЧ неустойчивость связана с образованием в вихревой трубе крупномасштабных когерентных вихревых структур (КВС) сдвигового характера, подобно тому, как это наблюдается в турбулентных слоях смешения струй с различными скоростями течения (рис. 3.18, 3.19). [c.123]

Диссипация турбулентности осуществляется в мелкомасштабной части вихревой структуры, в отношении которой обосновано представление о локальной изотропии протекающих там процессов [197,210], поэтому выражение (4.26) универсально в том смысле, что не содержит в себе ограничений, обусловленных плоской картиной течения. Полагая, что масштабы и / связаны с радиусом вихревой трубы соотношениями L = Хг,, /= можно записать [c.178]

Эти потери определяются вихревой структурой вязкого газа в диффузоре и, в частности, наличием отрывов пограничного слоя от боковых стенок. Поэтому расчет таких потерь основывается на теории пограничного слоя с учетом сжимаемости газа (см. [8]). [c.431]

Пульсация скорости относительно среднего значения ujU Нормированные масштабы вихревых структур интегральный макромасштаб микромасштаб Тейлора микромасштаб Колмогорова Нормированная скорость диссипации энергии [c.105]

Особенно высокая интенсивность пульсаций за решеткой (в кромочных следах) объясняется вихревой структурой следов. В начальном участке следа система дискретных вихрей создает условия, необходимые для конденсации (см. 3.1 [61]). При этом описанный механизм конденсационной турбулентности должен вызывать значительное увеличение амплитуд пульсаций. Подробные исследования, проведенные В. М. Леоновым, показали, что с приближением к состоянию насыщения из области перегрева амплитуды пульсаций давления торможения возрастают в 2,5—3 раза в зависимости от формы кромки (скругленная, плоскосрезанная, заостренная). [c.87]

В зависимости от числа Маха на выходе из решетки, углов входа потока и степени турбулентности на входе распределение давлений и температур по обводу профиля меняется. Особенно существенно сказывается влияние углов входа. При значительных изменениях ао на входной кромке образуется отрыв потока и возникает вихревой шнур (рис. 3.3), расположенный либо на входном участке спинки (aoвогнутой поверхности (oo>aoi ао1 — расчетный угол входа потока). В соответствии с вихревой структурой потока на входе отмечено увеличение неравномерности распределения температур по обводам профиля как на перегретом, так и на влажном паре. Интенсивное снижение температуры зафиксировано в тех точках профиля, где происходит резкое уменьшение давления (рис. 3.13). Характерно, что расчетные значения термодинамической температуры на диффузорных участках профиля возрастают, а экспериментальные значения температуры поверхности профиля практически сохраняются постоянными. [c.96]

Анализируя этот механизм, можно прийти к выводам, что в нестационарных условиях, по-видимому, решающую роль играет локальное изменение температуры потока в зоне п = = 5. .. 30 за среднее время между следующими друг за другом возникновениями вихревых структур в данной точке. [c.33]

ВИХРЕВАЯ СТРУКТУРА ПОТОКА И ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА [c.74]

Зависимость отклика ( IDt от гидродинамических факторов подтверждает геометрическую интерпретацию модели чем более неустойчив поток, характеризующийся увеличенной дисперсией гидродинамических величин, тем меньшие значения принимает Ti/Z)ri т. е. уменьшаются размеры вихревых структур интервала диссипации энергии. [c.86]

Можно показать, что движение жидкости дискретной структуры описывается обобщенным уравнением Навье — Стокса [Л.1-8]. Дискретность структуры для разреженного газа определяется тем обстоятельством, что в пределах физически малого объема переносные скорости молекул различны. Другими словами, в пределах малого объема, по которому происходило усреднение микроскопических величин, изменяется скорость видимого движения. Поэтому приходится переопределять среднюю скорость движения. Такая же физическая картина имеет место при вихревой структуре жидкости (жидкость состоит из отдельных вихревых трубок). В этом случае распределение скорости движения жидкости описывается разрывной функцией. [c.24]

ГИДРОДИНАМИКА ЖИДКОСТИ ВИХРЕВОЙ СТРУКТУРЫ [c.49]

Полученные соотношения позволяют вывести уравнение движения жидкости вихревой структуры. [c.51]

Пристального внимания требуют вопросы размещения воздухозаборника на летательном аппарате. Это объясняется тем, что воздухозаборник интерферирует с планером летательного аппарата и оказывает влияние на его аэродинамическое качество и подъемную силу, которые при правильной компоновке (для воздухозаборников некоторых схем) могут даже увеличиваться на определенных режимах полета. Наоборот, неудачная компоновка воздухозаборника может привести к ухудшению аэродинамических характеристик летательного аппарата. С другой стороны, воздушный поток, возмущенный элементами летательного аппарата, может иметь значительную неравномерность перед входом в воздухозаборник, особенно при эволюциях. В этом случае выбор места расположения воздухозаборника должен обеспечивать его эффективную работу в широком диапазоне углов атаки и скольжения, значительно изменяющихся в условиях полета. Образующиеся при обтекании поверхностей летательного аппарата пограничные слои и вихревые структуры не должны попадать внутрь воздухозаборника и оказывать отрицательное влияние на его внутренний процесс. [c.254]

Подобные вихревые структуры возникают в жидкости при взаимодействии с устройством, перекачивающим эту жидкость, например с насосом, в данном случае являющимся окружающей средой , с которой взаимодействует рассматриваемая система (жидкость). При прекращении взаимодействия структура распадается, система переходит в состояние, близкое к равновесному, с максимальным значением энтропии. [c.24]

Рис. 6.1. Распределение включений по размерам в бериллиевой фольге (а) и соответствующий ему фрагмент структуры (б) вихревая структура (в)

Микро- и макроструктур закрученного потока представлякгг особый интерес для понимания физического механизма процессов течения и тепломассообмена. На структуру турбулентного течения существенно влияют особенности радиального распределения осредненных параметров и кривизна обтекаемой газом поверхности. При этом поле турбулентных пульсаций при закрутке всегда трехмерно и имеет особенности, отличающие его от турбулентных характеристик осевых течений [16, 27, 155, 156]. Одно из основных и характерных отличий состоит в том, что в камере энергоразделения вихревой трубы наблюдаются значительные фадиенты осевой составляющей скорости, характеризующие сдвиговые течения. Эти градиенты наиболее велики на границе разделения вихря в области максимальных значений по сечению окружной составляющей вектора скорости. Приосевой вихрь можно рассматривать как осесимметричную струю, протекающую относительно потока с несколько отличной плотностью, и естественно ожидать при этом появления эффектов, наблюдаемых в слоях смешения струй [137, 216, 233], прежде всего, когерентных вихревых структур с детерминированной интенсивностью и динамикой распространения. Экспериментальное исследование турбулентной структуры потоков в вихревой трубе имеет свои специфические сложности, связанные с существенной трехмерностью потока и малыми габаритными размерами объекта исследования, что предъявляет достаточно жесткие требования к экспериментальной аппаратуре. В некоторых случаях перечисленные причины делают невозможным применение традиционных [c.98]

Таким образом, можно сделать вывод о том, что для внесения ясности в понимание физического механизма энергоразделения в вихревых трубах необходимо провести дополнительные исследования по изучению влияния мелкомасштабной турбулентности, а также влияния КВС и прецессии вихревого ядра на вихревой эффект. В теоретическом плане необходимо провести предварительные оценки возможности энергоразяеления вследствие взаимодействия когерентных вихревых структур, проанализировать уравнения закрученного потока в представлении вихревой, акустической и турбулентной структур возмущений, а также построить физико-математическую модель процесса энергоразделения на базе детального рассмотрения микроструктуры потока в вихревых трубах. [c.128]

Качественный анализ и предварительные оценки возможности энергоразделеиия за счет взаимодействия когерентных вихревых структур [c.129]

Можно предположить, что в вихревой трубе эти зоны совпадают и находятся в области разделения вихрей. Соответственно либо резонанс должен иметь локальный характер, при котором вихревые структуры самосинхронизируются в поле порождаемых ими звуковых волн, либо вихревую трубу следует рассматривать как резонатор и генерация звука происходит по принципу, реализованному в струйных музыкальных инструментах (скейта, орган и т. п.). [c.138]

Согласно современным представлениям, возмущения, возникающие в сдвиговых течениях, мграют существенную роль в происходящих там процессах тепломассообмена. Во. многих случаях эти возмущения носят достаточно организованный, трехмерный характер, что позволяет их классифицировать как когерентные вихревые структуры. В закрученных течениях это проявляется особенно отчетливо и своеобразно. [c.144]

Однако данной точки зрения придерживаются не все авторы [62]. С.В. Лукачев при рассмотрении регулярных низкочастотных пульсаций давлений в вихревой трубе (которые идентифицированы с прецессией) объясняет их возникновение динамическим взаимодействием приосевого потока с вторичными вихревыми структурами (винтовыми вихрями). [c.147]

Полную картину биогидродинамики рыб и китообразных (дельфинов) можно представить следующим образом вдоль тела рыбы движутся тонкие когерентные образования. Эти вихревые когерентные образования создаются колебаниями "носика рыб1>1. При этом возникает упорядоченная вихревая структура но телу рыбы или китообразных (дельфинов), отвечающая принципу самоорганизации, рассмотрен-ж)му выше. [c.17]

Как вытекает из уравнения Гюгонио, торможение дозвукового потока должно осуществляться в расщиряющемся канале (диффузоре), подобно тому как происходит торможение несжимаемой жидкости (см. 9, гл. 6). Основным вопросом проектирования дозвукового диффузора является определение величины потерь. Эти потери определяются вихревой структурой вязкого газа в диффузоре и, в частности, наличием отрывов пограничного слоя от боковых стенок. Поэтому расчет таких потерь основывается на теории пограничного слоя с учетом сжимаемости газа (см. [6]). [c.454]

Кроме сглаживания спектра, в процессе расчета его характеристик определяются масштабы его вихревых структур в трех характерных интервалах спектра интегральный макромасштаб L в интервале энергосодержащих вихрей, микромасштаб Тейлора % в инерционном интервале, микромасштаб Колмогорова т] в интер- [c.96]

Представим себе текучую среду в виде жидкости вихревой структуры, т. е. совокупность вихревых шнуров, движущихся поступательно. Известно, что решение уравнения Эйлера для вихревых течений приводит к теореме Гельмгольца о сохранении вихревых линий. Однако этот вывод находится в противоречии с опытом. На основе уравнения Эйлера нельзя объяснить процесс возникновения и исчезновения вихрей. Решения Навье —Стокса объясняют процесс затухания вихрей, а не процесс их образования. Поэтому возникает проблема обобщения уравнения Навье—Стокса. Впервые на это обратил внимание Н. П. Кастерин [Л.1-18]. Он предложил вихревую модель жидкости. [c.49]

Коэффициент р в нашем случае зависит от самой вихревой структуры жидкости. Если положить Р = 2, то из уравнения (1-7-26) получим уравнение Кастерина. При т] = 0 и divw = 0 из уравнения (1-7-26) получаем решение вида [c.53]

Соотношение (1-7-34) аналогично формуле (1-5-77), полученной метбДЬм молекулярно-кинетической теории. Качественные соотношения для границы твердого тела с текучей средой вихревой структуры также аналогичны выводам из решений уравнений ггсимметричной гидродинамики. Эти результаты сводятся к следующему. Отклонение от результатов классической (симметричной) гидродинамики тем больше, чем меньше линейные размеры системы. Неклассические результаты можно получить,, если в формулах обычной гидродинамики (количество вытекающей-жидкости из труб, силы сопротивления, вязкость) заменить истинный размер на эффективный эф( эф = + Д). где А определяется свойством жидкости. Последнее равнозначно тому, что, сохраняя размеры системы (/ = onst), мы принимаем условия скольжения жидкости у поверхности твердого тела. [c.55]

Непосредств. наблюдспио К. в. было впервые осуществлено методами магнитной нейтронографии (1964), позднее (1967) для наблюдения картины выхода вихревой структуры на поверхность сверхироводыиков II рода были использованы тонкие ферромагн. порошки (с диаметро.ч частиц 4 нм). [c.268]

Светлые зоны и БКП характеризуются восходящими течениями. Облака в них расположены выше, их поверхностная темп-ра низке, чем в соседних областях поясов. На границе зон и поясов образуются встречные (сдвиговые) течения, развивается сильная турбулентность. Природа БКП аналогична обнаруженным на снимках другим красным, белым, голубым пятнам меньшего размера это ме-теорологич. явления, представляющие собой громадные устойчивые вихри в атмосфере. Вихревая структура БКП, являющегося по своей природе антициклоном, отчётливо различима на снимках. Вопрос о механизме подвода энергии и об удивительной стабильности таких образований остаётся открытым. [c.653]

Для течения на краю вязкого подслоя при dp/dx О характерны скопления горячих и холодных масс жидкости через расстояния =100.Измерение пространственной корреляции пульсаций температуры Кв в (о.Ц ) в потоке трансформаторного масла указывает на существование вихревой структуры и в случае воздействия dp/dx < О. Скопления горячих и холодных масс в данном случае отмечаются с несколько большим шагом ц / 120 и охватывает большув область по высоте до ц я13.0д1юко они имеют меньшую величину коэффициента корреляции,менее ясно выражены,что указывает на уменьшение турбулентных вторжений со стороны внешнего слоя. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...