Сдвиговый слой

Cтраница 1

Свободные сдвиговые слои, возникающие в потоках в отсутствие стенок ( для жидкостей с малой вязкостью такие течения также имеют характер пограничного слоя. [1]

Дальнейшее развитие сдвигового слоя связано с нарастанием субгармоник с большими длинами волн. Наиболее характерен сценарий, когда в течении возбуждается и быстро нарастает субгармоника с волновым числом & / 4, где k - волновое число, на котором развивается первичная неустойчивость в слое сдвига. В расчетах, где на течения накладывались возмущения с ненулевыми амплитудами А Л2 А4, показано, что после спаривания первичных структур рост толщины сдвигового слоя не прекращался, наблюдалось спаривание вторичных структур и образование вихревых структур следующего поколения. [2]

Таким образом, развитие сдвигового слоя возможно через попарное слияние образующихся вихревых структур. Если эти условия не выполняются, то возможны иные механизмы образования крупных вихревых структур и, как следствие, другая картина развития сдвигового слоя. Например, при наложении на основное течение возмущений с двумя длинами волн - А, и ЗА, ( рис. 6.12) - развитие первичной неустойчивости происходит подобно сценарию, представленному на рис. 6.10. В то же время, этапы развития вторичной неустойчивости существенно различаются. Как видно из рис. 6.12, т 3 5, происходит спаривание первичных вихревых структур. Дальнейшая эволюция приводит к разрыву средних вихрей в каждой тройке и образованию цепочки двухвихревых структур. [3]

Периодически, при взаимодействии сдвигового слоя со стенкой в зоне присоединения от отрывной зоны в зону релаксации уносятся потоком одиночные вихри. В отличие от двухмерных течений, оторвавшиеся вихри достаточно быстро затухают. В момент отрыва вихря от рециркуляционной зоны часть газа возвращается в отрывную зону и поджимает ее ближе к уступу. [4]

Они исследовали процесс, начиная с первичной неустойчивости сдвигового слоя которая приводит к образованию дискретных вихрей. Далее - в результате вторичной неустойчивости - вихри объединяются в вихревое облако, цент): которого смещен относительно оси трубы, а само облако совершает круговое прецессионное движение. При моделировании вторичной неустойчивое авторы используют плоскую модель точечных вихрей. Однако, как уже говорилось выше, в системе точечных вихрей развиваются неустойчивости, нехарактерные физическим свойствам течения. [5]

Профили касательного напряжения Рейнольдса при Re /, 2600 за уступом в сечениях. о х 2 5 / 1, б х 4 5 / г. [6]

Перемещения локальных максимумов на профилях касательного напряжения соответствуют расположению сдвигового слоя смешения, рециркуляционного течения и развивающегося после присоединения пограничного слоя. [7]

Детальное изучение турбулентных процессов, протекающих при эволюции вихревых структур в сдвиговом слое, до сих пор остается нерешенной задачей. [8]

Таким образом, можно сделать вывод: вихри, образующиеся в сдвиговых слоях, прилегающих к поверхности цилиндра, в результате периодического возбуждения в конечном счете определяют формирование когерентных структур ( вихрей дорожки Кармана), а вместе с тем возрастание или уменьшение интегральных характеристик течения в следе. [9]

В работе А.Н. Веретенцева и В.Я. Рудяка [ 1987а ] показано, что эволюция сдвигового слоя существенно зависит от амплитуд А, AI и сдвига фаз Лф. При этом амплитуда основной гармоники определяет характер эволюции сдвигового слоя на начальной стадии развития неустойчивости, а амплитуда субгармоники и разность фаз Лф - на стадии вторичной неустойчивости. Влияние указанных параметров на характер изменения толщины потери импульса приведено на рис. 6.11. При фиксированных Л2 4 17 - 10 - 3, Аф тг / 2 ( рис. 6.11 а) и достаточно малой амплитуде основного возмущения существует пологий участок, соответствующий линейной стадии развития неустойчивости. С ростом А ] этот участок становится короче и толщина слоя растет быстрее благодаря более быстрому развитию первичной неустойчивости. На более поздней стадии наблюдается обратная картина - с ростом Л / Лг скорость роста толщины потери импульса уменьшается. Это объясняется тем, что развитие первичной неустойчивости закапчивается прежде, чем субгармоническое возмущение достаточно усилится и начнется стадия вторичной неустойчивости. Как видно из рис. 6.116, в, толщина слоя на этапе развития первичной неустойчивости практически не зависит от амплитуды субгармоники и сдвига фаз. Это связано с тем, что область пучности субгармонического возмущения совпадает с центрами первичных вихревых структур. С уменьшением / увеличением разности фаз развитие вторичной неустойчивости затягивается. [10]

Интегрируем теперь (7.72) по у от до 8, где 8 - толщина сдвигового слоя, а вдали от плоскости скорость равна электроосмотической ( ы U) и ф - О при х - оо. [11]

И, наконец, третий возможный механизм подъема частиц вверх связан с неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца сдвигового слоя, развивающейся в стратифицированном слое под действием внутренних волн и внешних возмущений. [12]

Изменение характеристик течения по длине следа иллюстрирует рис. 4.24. Для выяснения природы наблюдаемого явления в сдвиговых слоях вблизи поверхности цилиндров проводились фазовые измерения. Характерно, что интенсивность этой волны в несколько раз превышает уровень естественных возмущений. Что касается интенсивности основной волны ( вихревой дорожки Кармана), то при наложении высокочастотных акустических возмущений она уменьшается. В этом случае, как и при параллельном расположении цилиндров, акустическое воздействие на частоте, близкой или равной частоте схода вихрей, не влияет на интенсивность естественной частоты. [13]

Профили касательного напряжения Рейнольдса при Re /, 2600 за уступом в сечениях. о х 2 5 / 1, б х 4 5 / г. [14]

Хорошее соответствие результатов расчетов экспериментальным данным подтверждает выводы, сделанные в исследовании ( Комаров, 1996) относительно поперечных размеров сдвигового слоя, увеличивающихся по мере удаления от уступа. [15]

Страницы: 1 2 3 4