Наклонный слой. Пространственные возмущения

Наклонный слой. Пространственные возмущения [c.55]

Минимальные критические числа 0 пространственных возмущений в зависимости от угла наклона слоя для различных [c.335]

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]

Как будет видно из приводимых ниже результатов, полученных в [11], в случае стационарного конвективного течения между параллельными плоскостями также могут быть получены преобразования, аналогичные преобразованиям Сквайра. Они показывают, что в определенной области параметров — числа Прандтля и угла наклона слоя — кризис течения вызывается растущими пространственными возмущениями. [c.56]

Ч/с. 29. Минимальное критическое число Грасгофа в зависимости от угла наклона слоя для пространственных возмущений (малые и умеренные числа Прандтля) [c.59]

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]

Рис. 128. Минимальное критическое число Грасхофа в зависимости от угла наклона слоя I для пространственных возмущений.

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]

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]

По опыту исследования устойчивости конвективного вязкого течения в наклонном слое ( 6 и 7) можно ожидать, что в пористом наклонном слое в области действия рэлеевского механизма ведущую роль играют пространственные спиральные возмущения. Для амплитуд монотонных спиральных возмущений получается краевая задача, которая не содержит профиля скорости основного течения. Как и в случае вязкого течения, замена — Казша -> Ка приводит к задаче устойчивости равновесия в подогреваемом снизу слое. Таким образом, граница устойчивости течения в наклонном слое относительно спиральных возмущений находится по формуле [c.161]

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]

Назовем некоторые наиболее примечательные работы, посвященные численному моделированию вторичных конвективных движений. Расчет стационарных нелинейных режимов конвекции в бесконечном вертикальном слое для значений параметров Рг = О, Gr < 5000 произведен в [34]. Установленный жесткий характер неустойчивости плоскопараллельного течения по отношению к возмущениям с волновыми числами к > 1,9. В ряде работ содержатся попытки моделирования последовательности переходов между режимами конвекции с ростом числа Рэлея на основе численного решения трехмерных уравнений конвекцрш В предположении пространственной периодичности движения нестационарные трехмерные режимы конвекции в горизонтальном слое изучались в [35]. В реальной ситуации, однако, даже удаленные боковые границы оказывают существенное влияние на структуру и смену режимов конвекции. Отметим работу [36], в которой в полной трехмерной постановке методом сеток выполнены расчеты конвективных движений в параллелепипеде с большим отношением сторон (11,5 16 1). В численном эксперименте наблюдались развитие различных типов неустойчивости системы параллельных валов, зарождение и распространенение дислокаций, возникновение пространственно-временной перемежаемости. Обстоятельное численное и экспериментальное исследование режимов конвекции в горизонтальных и наклонных прямоугольных полостях с умеренным отношением сторон проведено в [37]. [c.291]

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]

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]

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 ...