Стратифицированные пограничные слои

Стратифицированные пограничные слои [c.427]

Рассмотрим вкратце диффузию с конечной скоростью в термически стратифицированном пограничном слое. В этом случае распределение концентрации [c.616]

При обработке результатов измерений спектров атмосферной турбулентности в приземном слое воздуха над плоской и однородной подстилающей поверхностью оказывается полезной общая теория подобия характеристик турбулентности в температурно-стратифицированном пограничном слое, изложенная в гл. 4 части 1. [c.429]

Характеристики мелкомасштабной турбулентности в стратифицированном пограничном слое, Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана, 2, № И, 1142—1150. [c.689]

Повышение конвективной устойчивости и уменьшение длины волны критических возмущений можно понять из следующих соображений. С увеличением скорости вдувания образуется, как указывалось выше, температурный пограничный слой у одной из границ. В связи с этим уменьшается эффективная толщина стратифицированного слоя жидкости, которая имеет (при до- [c.274]

В последнее время значительный прогресс достигнут в исследовании устойчивости замкнутого пограничного слоя, возникающего в полости при боковом подогреве (см. 32). В появившихся работах [16, 17] решается в строгой постановке задача устойчивости течения в квадратной области, подогреваемой сбоку. В [16] горизонтальные границы предполагаются теплопроводными расчеты проведены для Рг = 0,7 в [17] рассматриваются случаи обеих теплопроводных и обеих теплоизолированных границ (расчеты проведены во всей области изменения Рг). В обеих работах численно (в [16] методом конечных элементов, в [17] - методом Галеркина) решались уравнения основного стационарного течения и уравнения малых возмущений. Такой подход позволяет определить критическое число Грасгофа и форму критических возмущений. Потеря устойчивости связана с бифуркацией Хоп-фа и проявляется физически в возникновении волн, распространяющихся вдоль замкнутого пограничного слоя. В [17] показано, что изменение числа Прандтля сопровождается последовательными сменами критических мод со скачкообразными изменениями фазовых скоростей волн. В [16] обнаружено несколько уровней спект ра неустойчивости, что автор связывает с явлением резонанса волн в пограничном слое и внутренних волн в устойчиво стратифицированном ядре. Теоретические значения критического числа удовлетворительно согласуются с экспериментом [VI. 81] Аналогичный поход реализован в [81] для случая проводящей жидкости (жидкий металл Рг = 0,02) при наличии вертикального или горизонтального внешнего магнитного поля. МГД-воздействие приводит к сильной стабилизации основного течения. [c.290]

Книга издается в двух томах. Первый том содержит современное изложение вопроса о гидродинамической неустойчивости и переходе к турбулентности, а также описание основных положений теории турбулентных течений в трубах, каналах и пограничных слоях. Специальные разделы здесь посвящены играющим очень большую роль в метеорологии и океанологии турбулентным течениям в термически стратифицированной среде, а также важной для экологии теории распространения примесей в турбулентных течениях. [c.2]

Имеющиеся экспериментальные данные о характеристиках пульсаций температуры в целом неплохо согласуются с выписанными выше теоретическими формулами, но в одном отношении это согласие все же оказывается заметно менее полным, чем в случае формул, относящихся к пульсациям компонент скорости. Дело в том, что для пульсаций компонент скорости данные измерений и в логарифмических пограничных слоях лабораторных турбулентных течений, и в нейтрально стратифицированном приземном (или приводном) слое атмосферы почти всегда приводят к близким друг к другу результатам, как это и должно быть (по-сколько при нейтральной термической стратификации приземный слой атмосферы также представляет собой логарифмический пограничный слой — об этом см. ниже IV раздел). Однако в случае пульсаций температуры атмосферные измерения обычно приводят к результатам, хорошо согласующимся с выводами теории, но отличающимся от тех, которые получаются в лабораторных экспериментах. Наиболее известным примером здесь являются изме- [c.304]

ОБОБЩЕНИЕ ТЕОРИИ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НА СЛУЧАЙ СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ СРЕДЫ 8.1. Турбулентный пограничный слой в температурно-стратифицированной среде как модель приземного слоя атмосферы [c.370]

В литературе по турбулентной диффузии очень большое место занимают работы, посвященные диффузии в атмосфере. Наибольший интерес при этом представляет диффузия в приземном слое воздуха, непосредственно связанном с деятельностью человека. Здесь диффузия происходит в турбулентном пограничном слое (вообще говоря, термически стратифицированном), заполняющем полупространство над твердой или жидкой подстилающей поверхностью (которую будем предполагать однородной и примем за [c.568]

ОБОБЩЕНИЕ ТЕОРИИ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ НА СЛУЧАЙ ТЕМПЕРАТУРНО-СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ СРЕДЫ [c.358]

Турбулентный пограничный слой в температурно-стратифицированной среде как модель приземного слоя атмосферы [c.358]

Аналогичных общих результатов для диффузии в термически стратифицированное пограничном слое не имеется. Однако при рассмотрении вертикальной диффузии в условиях сильной неустойчивости (как в случае, когда интересуют промежутки времени т, при которых основное время облако примеси проводит в слое свободной конвекции, где параметр и не влияет на режим турбулентности, так и при меньших т, когда это облако в основном распространяется в динамико-конвективном слое, где м не влияет лишь на вертикальные движения и вертикальную диффузию) можно использовать коэффициент диффузии Kzz(Z) вида (8.37) (с коэффициентом Сь который, вообще говоря, принимает [c.579]

При составлении книги особое внимание было уделено современным методам гидравлического расчета русел и сооружений, результатам новых исаче-дований по гидравлике, в числе которых приведены разработки авторского коллектива. Ряд новых разделов гидравлики, учитывая их сложность, излагается более детально ( Турбулентные свободные пограничные слои, струи и следы , Стратифицированные течения и др.). [c.3]

Выше речь шла об устойчивости конвективных погранслойных течений в неограниченном объеме. Особую (и притом значительно более сложную) проблему составляет задача устойчивости замкнутого конвективного пограничного слоя, который возникает в полости при больших разностях температур. Как показывает эксперимент [77, 78] и численное моделирование [79], при больших числах Грасгофа конвективное течение приобретает асимптотический характер образуется замкнутый пограничный слой возле границ, охватывающий практически неподвижное устойчиво стратифицированное ядро. Сведения об устойчивости такого пограничного слоя и ядра к настоящему времени получены экспериментальными или численными методами. [c.227]

В заключение отметим, что при использовании метода инвариантного моделирования во втором порядке замыкания все же нельзя точно рассчитать течения, в которых осуществляется перенос какой-либо величины в направлении, противоположном ее градиенту Меллор, Ямада, 1974, 1982). Подобное явление имеет, например, место в пограничном слое земной атмосферы, который нейтрально стратифицирован по температуре, в случае развитой конвекции, когда поток тепла направлен вверх против градиента потенциальной температуры. Это приводит к тому, что коэффициент турбулентной теплопроводности в формуле (4.3.67) оказывается отрицательной величиной - эффект отрицательной теплопроводности. Соответственно, адекватная теория противоградиентного переноса может быть развита, по-видимому, только на основе моделей третьего порядка замыкания Лыкосов, 1991). [c.207]

В заключение этого параграфа в качестве примера сложного поведения течения при росте числа Рейнольдса перечислим бифуркации следа за перпендикулярным набегающему потоку цилиндром кругового сечения (ср. Морковин (1964)). При Re lO происходит смена устойчивости и вместо монотонного плавного обтекания за цилиндром образуется пара стационарных вихрей. При Re > 40 эти вихри начинают поочередно отрываться от цилиндра,, замещаясь новыми вихрями, и уплывать вниз по течению, образуя вихревую дорожку Кармана, При Re > 100 вихри заменяются быстро турбулизирующимися областями поочередно отрывающихся пограничных слоев. При Re > 10 пограничные слои турбулизируются еще до отрыва, точка отрыва продвигается вниз по течению,, турбулентный след сужается и сопротивление уменьшается кризис сопротивления). При Re lO турбулентный след расширяется и сопротивление растет. Наконец, при Re lO след начинает колебаться, как целое. При наличии у жидкости свободной поверхности все эти явления могут видоизменяться, и на них еще наложатся так называемые корабельные волны. В стратифицированной жидкости все они будут сопровождаться генерацией различных видов внутренних волн. [c.123]

Причина указанных расхождений в значениях статистических характеристик пульсаций температуры в нейтрально стратифицированном приземном слое атмосферы и лабораторных пограничных слоях пока еще точно не установлена. Представляется, однако, очень правдоподобным, что эти расхождения вызываются всегда присутствующей в природе термической неоднородностью почвы (да и морской поверхности, по-видимому, тоже), где более нагретые участки всегда перемежаются с участками с более низкой температурой. В то же время в лабораторных экспериментах стенка обычно имеет строго постоянную температуру, т. е. является термически совершенно однородной. Термическая неоднородность приводит к дополнительному подъему более теплых объемов воздуха и опусканию более холодных, т. е. является источником дополнительных пульсаций температуры, отсутствующих в лабораторных условиях. Напомним, что при нейтральной термической стратификации приземного слоя воздуха (т. е. при изотермии) в принципе пульсации температуры вообще должны бы были отсутствовать (т. е. здесь должны бы выполняться равенства [c.305]

Здесь l — эмпирическая постоянная (родственная постоянной с в равенстве (7.10)), а Вц — довольно сложный добавочный тензор, выражающийся через среднюю скорость, ее пространственные производные и напряжения Рейнольдса и описывающий анизотропию пульсационной скорости в пограничных слоях около твердых стенок. Например, в случае течения около твердо плоской стенки J 3 = О разумно предположить, что Bif=dpe6i3bfz, где е = е есть средняя скорость диссипации турбулентной энергии (использовать которую обычно удобнее, чем ei), а d — безразмерная константа. Такое предположение использовалось, например, Мониным (1965) в приложении к течению в пограничном слое термически стратифицированной жидкости. Монин рассмотрел [c.334]

Вернемся к стационарному турбулентному течению в пограничном слое стратифицированной жидкости. При достаточно большом числе Рейнольдса, когда молекулярным переносом можно пренебречь по сравнению с переносом турбулентными пульсаци- [c.389]

Перейдем теперь к более сложному случаю движения жидких частиц в пограничном слое температурно-стратифицированной жидкости. Здесь к числу внешних параметров задачи наряду с м следует отнести и параметры д1срро и д1То. Из этих трех величин можно составить комбинацию размерности длины Ь = [c.512]

Рис, 1. Эмпирический график функции / ( ), определяющий профиль средней скорости турбулентном пограничном слое термически стратифицированной жидкости (ординаты кривых на рисунке пропорциональны — in -f onst 2 — onst [c.474]

V ( ) можно преобразовать в стационарную с помощью простого перехода к новым масштабам длины и времени. Естественно предположить, однако, что лагранжевы статистические характеристики турбулентности в пограничном слое будут зависеть, кроме параметров т и Я, только от небольшого числа внешних параметров, о,пределяюй1,их турбулентный режим , т. е. входящих в выражения для эйлеровых Статистических характеристик. Это предположение, существенно упрощающее изучение лагранжевых характеристик, в неявной форме использовалось Казанским и Мониным (1957) (см. также Монин (1959а)) для расчета формы дымовых струй в приземном слое атмосферы при разных условиях стратификаций. Вслед за тем оно было подробно исследовано Эллисоном (1959) и Бэтчелором (1959) в применении к частному случаю логарифмического пограничного слоя еще позже Гиффорд (1962) (дополнивший это предположение некоторыми более специальными гипотезами) и Яглом (1965) вывели из него ряд следствий, относящимися К общему случаю температурно-стратифицированной [c.489]

Поскольку высказанное выше предположение включает утверждение, что турбулентный режим в пограничном слое Описывается небольшим числом параметров, применяя его, целесообразно ограничиться случаями, когда движение жидкой частицы не выводит ее за пределы слоя постоянства турбулентного напряжения трения х — и (в случае температурно стратифицированной жидкости) турбулентного потока тепла д. Начнем, следуя Эллисону (1959) и Бэтчелору (1959), со случая пограничного слоя обычной (нестратифицированной) жидкости, для которого д — О (для определенности можпо считать, например, что речь идет о приземном слое атмосферы в условиях безразличной стратификации). В этом случае турбулентный режим определяется параметрами ы, и 2о. Существенно, однако, что вне очень тонкого слоя жидкости (толщина которого имеет тот же порядок величины, что и 2о), непосредственно примыкающего к стенке 2 = 0, важную роль играет уже только один параметр ы,. Изменение же величины го (скажем, ее замена на г ) приводит лишь к дополнительному горизонтальному перемещению всей массы жидкости по направлению оси Од с постоянной скоростью - 1п , где х = 0,4— постоянная Кармана 0 [c.490]

Смотреть страницы где упоминается термин Стратифицированные пограничные слои : [c.429] [c.435] [c.587] [c.598] [c.584] [c.133] [c.26] [c.286] [c.304] [c.380] [c.509] [c.509] [c.577] [c.474] [c.33] [c.369] [c.456] [c.560] [c.570] [c.458] [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...