Cтраница 2
Совсем по-иному обстоит дело с теорией и расчетом турбулентного горения, для которого ламинарное является, как правило, качественной ( но не во всем достоверной) моделью. Отсутствие физически строгой замкнутой системы уравнений турбулентного движения выдвигает на первый план экспериментальное исследование. На долю эксперимента приходится и выбор расчетной схемы явления, и получение конкретной информации ( замыкающей полуэмпирические расчеты), и, наконец, установление границ применения различных моделей. [16]
В связи со сложностью турбулентных течений общего вида большую ценность для изучения многих вопросов представляет геометрически простейший пример турбулентного движения, а именно, случай так называемой однородной и изотропной турбулентности ( впервые рассмотренный Дж. Поэтому модель изотропной турбулентности наиболее удобна для отработки различных приближенных приемов замыкания уравнений турбулентного движения и изучения всевозможных следствий из той или иной точной или приближенной теории. [17]
В уравнении (3.1) независимой переменной является координата у; однако в уравнении (3.1) определяющую роль играет и число Рейнольдса, которое для данного дифференциального уравнения является параметром, т.е. может принимать различные постоянные значения. Однако, турбулентное движение при любых числах Рейнольдса неавто-моделыю, даже при больших числах Рейнольдса оно автомодельно лишь приближенно. Поэтому в уравнениях турбулентного движения число Рейнольдса выступает как существенный параметр, изменение которого игнорировать нельзя. При этом число Рейнольдса, как параметр, характеризует интегральные свойства потока. Совершенно очевидно, что решение уравнения (3.1) при невозмущенных значениях параметра ( Re Rei) должно сходиться к невозмущенному виду, т.е. А Ая при Re Rei, где Ret - первое характерное число Рейнольдса, Ая - соответствующие интегральные параметры для ламинарного режима движения. В полуэмпирической теории турбулентного движения начальные условия по числу Рейнольдса не рассматриваются. [18]
Однако каждый раз обнаруживается, что в последующих уравнениях появляется все большее число новых моментов, представляющих тензоры все более высоких рангов. Процесс оказывается расходящимся, а проблема замыкания уравнений турбулентных движений, даже в столь простом случае как однородное изотропное движение, нерешенной. [19]
Начало исследованиям в этой области было положено Дж. Уравнение Кармана - Хоуарта послужило основой последующих исследований изотропной турбулентности и было также подтверждено ( в 50 - х годах) экспериментально. Однако это уравнение содержит две неизвестные функции и, как и все прочие уравнения турбулентного движения, требует для своего замыкания дополнительных гипотез. [20]