Возмущения вихревого ядра

ВОЗМУЩЕНИЯ ВИХРЕВОГО ЯДРА [c.437]

Согласно теории Холла [30], вихревое ядро состоит иа невязкой вихревой оболочки и внутреннего вязкого ядра, окруженного этой оболочкой. Вихревую оболочку можно рассматривать как область с приблизительно постоянной скоростью вращения частиц жидкости, а вязкое ядро — как область, в которой скорость вращения частиц жидкости снижается до нуля на оси. По-видимому, разрушение возникает в ядре вихря, и течение вдоль оси внутри ядра может быть чрезвычайно чувствительным к малым возмущениям внешнего потока. Отношение скорости вращения частиц к осевой составляющей скорости является важ- [c.209]

О потере азимутальной однородности сформировавшихся кольцевых вихрей, что соответствует нелинейной стадии развития возмущений в слое смешения, можно с некоторым приближением судить по поведению изолированного вихревого кольца. В самом деле известно, что вихревое кольцо в идеальной жидкости неустойчиво, причем число образующихся азимутальных волн определяется размером ядра вихря. Другая причина возможной потери азимутальной однородности вступает в действие при взаимодействии двух соосных кольцевых вихрей. Анализ показал [1.24], что расширяющийся передний кольцевой вихрь в меньшей мере, а сжимающийся задний - в гораздо большей мере чувствителен к радиальным возмущениям, следствием чего является более ранняя потеря им азимутальной однородности (рис. 1.3,6). [c.25]

Фактор устойчивости также оказывает существенное влияние на формирование системы вихрей. Вихревая нить неустойчива при короткопериодических возмущениях, а спиральный вихрь подвержен и длиннопериодической неустойчивости, связанной с взаимодействием его последовательных витков. Обычно такая неустойчивость не играет особой роли при определении нагрузок, поскольку она заметно проявляется лишь на элементах вихря, достаточно удаленных от его ядра. Однако необходимо отдавать себе отчет в том, что представление о полностью детерминированной форме системы вихрей винта является идеализацией, ибо в действительности вследствие турбулентности и неустойчивости система вихрей заметно меняется с течением времени даже в условиях установившегося полета. [c.672]

Предположим, что под воздействием малого возмущения вихревое ядро отклонилось на расстояние ОО, от оси (см. рис. 3.20, . В этом случае осевая симметрия нарушается и периферийный вихрь 2 оказывается деформированным. Как следствие этого в тех областях, где радиальный размер свободного вихря уменьшился (точка А), осевые скорости и их фэдиент возрастают, что приводит к интенсификации образования КВС и увеличению сил трения. В диаметрально противоположной обла- [c.124]

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]

Отличительной особенностью возмущений является их трехмерная структура, имеющая преимущественно винтовой или спиральный характер (рис. 4.1). Прежде чем перейти к теоретическому анализу устойчивости, рассмотрим основные типы осесимметричных и неосесимметричных возмущений колоннообразного вихря (другие типы возмущений, в частности на вихревых кольцах, см. в обзоре В.Ф. Копьева, С.А. Чернышева [2000]). Пусть для наглядности вихрь имеет выделенное ядро радиуса г = К,ш границе которого профиль скорости (или производной) имеет разрыв. Тогда в наиболее общем виде граница ядра при наличии линейного монохроматического возмущения запишется как [c.167]

Kelvin [1880] вывел точные дисперсионные уравнения для произвольных бесконечно малых гармонических возмущений ядра вихря Рэнкина, показал, что эти возмущения являются нейтральными, и привел количественные результаты для осесимметричной и изгибной мод в длинноволновом приближении. Сэффмэн [2000] проанализировал дополнительно случай, когда длина волны сравнима или меньше размера ядра вихря. В работе Arendt et al. [1997] продемонстрировано путем численного моделирования как начальные локализованные возмущения на вихревой трубке с постоянной завихренностью эволюцио1шруют в пакеты волн Кельвина. [c.199]

Это, в частности, приводит со временем к увеличению размеров первичных вихревых структур. Наконец, следует отметить, что, хотя на заключительной стадии Л /2 > Af, абсолютный уровень субгармоники мал, вследствие чего не наблюдается ргзвитие вторичной неустойчивости и спаривание вихрей, как это происходит в сдвиговом слое и в слое смешения. С ростом X, или в терминах координат вихря - по мере приближения к ядру, возмущения на всех частотах затухают. Последнее связано с тем, что в ядре вихря генерируется интенсивное вращательное движение, подавляющее пульсации [Владимиров и др., 1980]. [c.366]

Основным источником возмущений в потоке, омывающем трубы пучка, является несущий цилиндр. Возникающие после отрыва трехмерные крупномасштабные вихревые образования после выхода за пределы межреберных каналов распадаются в мелковихревую структуру, образующую турбулентный след. В лобовой части несущей трубы наблюдается трехмерный характер течения, связанный с различием скоростей вблизи поверхности ребра и в ядре межреберной области. Вдоль оси (рис. 6.2) появляется перепад давления, вызывающий движение воздуха от центра межреберного канала к основаниям ребер. Возникшее вторичное течение присоединяется к поверхности ребра на участкеЛз, образуя малую угловую область отрыва А . К нему примыкают участок присоединения Лз и участок отрыва Лд. Оторвавшийся от ребра поток присоединяется к стенке несущей трубы и частично возвращается к основанию ребра, образуя незамкнутую отрывную циркуляционную зону, имеющую отток в боковых направлениях. Вторичные течения усиливают массообмен в прикорневых зонах. [c.89]

Ожидаемая качественная картина поведения близких к интегрируемым систем, опирающаяся на формулировку теорем Пуанкаре-Биргофа, КАМ-теоремы и теоремы о закручивании (twist-theorem), приведены в главе 6 книги [33]. Она подтверждается многими численными экспериментами независимо от формальных деталей модели. Это имеет место и в рассматриваемой задаче. Типичная картина хаотизации и разрушения ядра вихревой области приведена на рис. 10 в виде сечений Пуанкаре для е = 0.1, = 1. Эволюция аналогичных картин в зависимости от частоты V представлена в [10], где также имеется последовательность сечений Пуанкаре для оптимальной частоты V = 0.25 и набора амплитуд возмущений е в интервале [О, 0.6], по мере роста которых сжимается ядро регулярных траекторий, размываются окружающие его отдельные вихри и расширяется охваченная хаотическим перемешиванием оболочка, из которой все интенсивнее осуществляется вынос частиц в проточное течение. [c.492]

Мелкомасштабные структуры, иллюстрирующие развитие неустойчивости Рэлея -Тейлора на нижней кромке вторичной струи, показаны на фиг. 6, в (/ = 24 с) и 1, д. К этому моменту два кольцевых возмущения в пограничном течении слились в единую вихревую систему в окрестности экваториальной плоскости тела. Четкость границ вихрей и правильность формы внутренних тонкоструктурных элементов (толщиной менее 1,5 мм) свидетельствуют о регулярности внутреннего движения. В следе над телом сформировался дополнительный вихрь, отделенный от коллапсирующего верхнего вихря слоем жидкости без тонкоструктурных деталей (за исключением полос в ядре следа). [c.50]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...