Распределение скоростей в открытых турбулентных потоках

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ В ОТКРЫТЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКАХ > [c.57]

Закон распределения скоростей по живому сечению такого потока весьма сложен и зависит от режима движения и формы поперечного сечения русла. Обычно течение жидкости в открытых руслах имеет турбулентный характер. Многочисленные измерения в реках и каналах показывают, что максимальная скорость потока находится не на поверхности, а на глубине, равной (0,2-т-н-0,3) к от свободной поверхности, а средняя скорость потока соответствует величине скорости на глубине, приблизительно равной 0,6/г, причем гг о (0,9н-0,95) а (0,75н-0,8) н ах- На [c.110]

Логарифмический закон распределения скоростей вполне удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными для труб и открытых потоков, за исключением области вблизи стенок. Это и понятно, так как формула (6.8), на основе которой получена формула (8.23), соответствует условиям, имеющимся при развитой турбулентности, т. е. в ядре турбулентного потока. В пристенной области нельзя пренебречь вязкостными напряжениями, ибо здесь касательные напряжения должны определяться по (6.9). [c.156]

Распределение давления. В случае обтекания выемок сверхзвуковым потоком газа различаются два характерных режима течения [3]. Если отношение длины выемки к глубине 0 меньше определенной величины д, вся выемка занята одной отрывной зоной - это режим обтекания с "открытой" выемкой. Другой вариант течения -с "закрытой" выемкой, когда превышает это критическое значение д и вблизи задней стенки возникает вторая отрывная зона. В случае сверхзвуковых скоростей и турбулентного пограничного слоя величина, разделяющая открытые и закрытые выемки, для плоских двумерных течений соответствует д = 10-13. [c.124]

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]

Осредненное течение жидкости теперь описывается средней скоростью и (объемный расход потока, деленный на площадь поперечного сечения), и, следовательно, конвективный перенос вещества, обусловленный осреднен-ным течением в направлении оси х, выражается членом Ud Aldx. Подразумевается также, что концентрация са представляет собой среднюю по всему поперечному сечению величину. В потоках со сдвигом, которые можно наблюдать в трубах ли открытых каналах, распределение скорости не является однородным. Разность продольного конвективного переноса вещества, который связан с действительным распределением скоростей, и переноса. вещества, который вычисляется по средней скорости, должна быть, следовательно, учтена диффузионным членом. Этот эффект известен как продольная дисперсия, и символ Ет используется, чтобы отличить коэффициент продольной дисперсии от коэффициента турбулентной диффузии Е . [c.455]

Исследования показывают, что наиболее общие результаты для описания пульсирующих скоростей при турбулентном движении получаются, если в качестве масштаба скоростей принять динамическую скорость ы, т.е. находить отношения гx—OuJu , , еу=Оиу1и гz=OuJu , при этом получаются универсальные кривые распределения вас, бу, г по радиусу трубы ИЛИ ПО глубине открытого потока. [c.118]

В 1944—1946 гг. В. Ванони (США) экспериментально обнаружил, исследуя взвесенесуш ий поток в открытом канале, что наличие в потоке взвешенных песчаных частиц приводит к уменьшению так называемой универсальной константы Кармана для распределения скорости и снижению коэффициента сопротивления в сравнении с соответствуюш им потоком однородной жидкости. Из этого Ванони заключил, что взвешенные частицы уменьшают диссипацию энергии, и тогда же выдвинул гипотезу, что это уменьшение вызвано гашением турбулентности. Однако [c.759]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...