Наклонный слой. Плоские возмущения

Наклонный слой. Плоские возмущения [c.47]

Рассмотрим сначала поведение малых плоских возмущений основного течения. Наклон слоя приводит к усложнению спектральной задачи для амплитуд нормальных возмущений функции тока и температуры, которая теперь имеет вид [c.48]

Изложенные в 4 и 6 результаты дают ответ на вопрос о структуре спектра возмущений и границах устойчивости конвективного течения в вертикальном и наклонном слоях жидкости относительно плоских возмущений. В этом параграфе будет рассмотрен вопрос о поведении пространственных возмущений. [c.55]

Итак, в отличие от изотермических потоков, для конвективного течения плоские возмущения отнюдь не всегда наиболее опасны. Ситуация определяется двумя параметрами — числом Прандтля и углом наклона слоя. При достаточно больших значениях числа Прандтля О и а < наиболее опасны пространственные спиральные возмущения. С изменением угла наклона происходит смена формы неустойчивости — от спиральных возмущений при а < а к плоским - при а > а (рис. 30). Для достаточно больших Рг критический угол а мал (в случае строго вертикальной ориентации, однако, при всех Рг наиболее опасны плоские возмущения). С уменьшением Рг расширяется область углов, внутри которой главную опасность представляют плоские возмущения. [c.60]

В этом параграфе мы рассмотрим пространственные возмущения стационарного конвективного движения в плоском наклонном слое. В этом случае, как будет видно, также существуют преобразования, аналогичные преобразованиям Сквай-.ра, с помощью которых можно свести пространственную задачу к плоской. Благодаря этому все выводы об устойчивости относительно пространственных возмущений можно получить из результатов решения плоской задачи, изложенных в предыдущем параграфе. Как оказывается, в отличие от изотермических потоков, плоские возмущения отнюдь не всегда являются наиболее опасными. [c.332]

Описанные результаты дают картину устойчивости относительно плоских возмущений. Потенциально неустойчивая стратификация делает необходимым исследование пространственных возмущений. Зависимость формы профиля основного течения от Ка и наличие в уравнении переноса тепла дополнительного члена, учитывающего продольный градиент, делают невозможным сведение пространственной задачи к плоской. Между тем есть основания думать, что, как и в случае наклонного слоя, при определенных условиях (преобладающая роль стратификационного механизма неустойчивости) пространственные возмущения могут стать наиболее опасными. Действительно, как показано в [23], важную роль играют пространственные возмущения некоторого специального вида ( перевальные возмущения см. [7], 12). Эти возмущения имеют структуру их = Оу = О, ( 2, Т, р) ехр(-Л + 1куу). Как можно видеть из уравнений (8.8), такие возмущения не взаимодействуют с основным потоком. Амплитудная задача не содержит скорости и температуры основного течения. Рещение, соответствующее нейтральному монотонному возмущению (нижний четный уровень), таково [c.69]

Нет необходимости приводить здесь уравнения малых возмущений и спектральные амплитудные задачи для плоских и пространственных возмущений конвективного течения в наклонном слое — они по виду совпадают с соответствуюцщми задачами, приведенными в 6 и 7, разумеется, с надлежащей заменой профилей скорости и температуры основного течения и с введенным в предыдущем параграфе определением числа Грасгофа. Остаются в силе также полученные в 7 преобразования, связьшающие характеристики пространственных и плоских возмущений, в частности, пересчетные формулы (7.17). [c.175]

Обобщение задачи линейной устойчивости течения с учетом излучения на случай наюгонного слоя произведено в работе [40]. Если слой наклонен к вертикали на угол а < О (нагретая граница расположена снизу, см. 7), имеет место, как и в отсутствие эффектов излучения, взаимодействие двух механизмов неустойчивости - гидродинамического и рэлеевского. При 0 < а < О, где а зависит от числа Прандтля и всех параметров излучения, как и в случае вертикальной ориентации слоя, более опасны плоские возмущения. Если же угол наклона превосходит 1 1, то наиболее опасными становятся спиральные возмущения. [c.201]

В настоящем эксперименте в пограничном слое плоской пластины генерировалась группа продольных возмущений. Возмущения вводились при помощи нескольких поперечных щелей и по описанной выше методике вдува-отсоса (фиг. 1). Как показали исследования, отличительной особенностью в данном случае является отсутствие наклонных и плоских волн Толлмина - Шлихтинга внутри группы возмущений. Вместе с тем сохраняется пространственная периодичность областей с превышением скорости и с дефектом скорости. Такое моделирование более объективно соответствует продольным структурам, наблюдаемым в естественных условиях. [c.68]

Экспериментальное исследование устойчивости конвективного пограничного слоя возле наклонной нагретой пластины проводилось в работах р. 56] в работах обнаружено, что при наклоне пластины к вертикали на некоторый угол (порядка 15° в воде) происходит смена формы неустойчивости — от горизонтальных валов (плоские волны Толмина — Шлихтинга) к продольным валам (пространственные возмущения). Смена формы неустойчивости, по-видимому, связана с появлением поперечной неустойчивой стратификации и связанного с ней конвективного механизма неустойчивости (см. 47). [c.364]

Моделирование группы продольных структур и зарождающихся турбулентных пятен. Подробное экспериментальное исследование процесса развития и структуры локализованных вихревых возмущений ("пафф"-структур) в пограничном слое на плоской пластине проведено в [12]. Детальные термоанемометрические измерения показали, что топология изучаемых локализованных возмущений и их внутренняя структура качественно не изменяются в зависимости от амплитуды возбуждения, скорости набегающего потока и параметров источника возмущений. Пространственным спектральным анализом установлено, что реакция пограничного слоя на вдув или отсос газа через короткую поперечную щель связана с возникновением в нем трех видов возмущений с различной периодичностью по трансверсальной координате двумерной волны Толлмина - Шлихтинга, которая быстро затухала вниз по потоку продольных локализованных структур, генерируемых на краях щели, и наклонных волн, сопровождающих развитие локализованных структур и порождаемых ими. Показано, что локализованные продольные возмущения сохраняют свои основные качественные характеристики при малой и большой амплитудах их возбуждения, изменении скорости набегающего потока, размеров источника и вдува или отсоса газа. Отмечено небольшое "расплывание" возмущения в трансверсальном направлении при малых амплитудах возбуждения. [c.68]

Представлены экспериментальные данные исследования восприимчивости пограничного слоя на передней кромке плоской пластины к акустическим возмущениям от точечного источника при гиперзвуковом числе Маха набегающего потока. На основании анализа поля контролируемых возмущений свободного потока установлено, что источник излучает акустические волны. Результаты измерений показали, что внешние акустические возмущения возбуждают в пограничном слое волны Толлмина - Шлихтинга. Получена зависимость коэффициентов восприимчивости от угла наклона волн. [c.89]

Заключение. Выполненные экспериментальные исследования восприимчивости пограничного слоя на передней кромке плоской пластины к контролируемым акустическим возмущениям от точечного источника возмущений с частотой 31,6 кГц при гиперзвуковом числе Маха набегающего потока показали, что полученные пространственные распределения пульсаций подобны результатам измерений для сверхзвуковых течений. Источник искусственных возмущений генерирует в свободном потоке акустические волны и его можно представить как набор покоящихся гармонических источников. Акустические волны, падающие на переднюю кромку, возбуждают в пограничном слое волны Толлмина - Шлихтинга. Коэффициенты восприимчивости максимальны для углов наклона волн % 60°. [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...