Законы подобия для турбулентного пограничного слоя на пластине со вдувом и отсосом

• Автор: Вигдорович, Игорь Ивлианович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил

Содержание
Введение
1. Постановка задачи
2. Пристеночная область пограничного слоя
2.1. Обобщение логарифмического закона для случаев вдува и отсоса. Правила подобия для компонент тензора Рейнольдса
2.2. Структура профиля скорости при больших и малых значениях гН
3. Пограничный слой при умеренных вдуве и отсосе. Универсальный закон дефекта скорости «,
3.1. Внешняя область пограничного слоя при умеренных вдуве
и отсосе
3.2. Сращивание решений для внешней и пристеночной областей
3.3. Универсальный закон дефекта скорости
3.4. Закон трения для непроницаемой пластины
3.5. Переход от режима умеренного к режиму сильного вдува
или отсоса
4. Сильный вдув. Универсальный закон трения при вдуве
4.1. Внешняя область пограничного слоя при сильном вдуве
4.2. Сращивание решений для внешней и пристеночной областей
4.3. Подобие при сильном вдуве. Универсальный закон трения .
5. Сильный отсос. Универсальный закон трения при отсосе
5.1. Внешняя область пограничного слоя при сильном отсосе
5.2. Сращивание решений для внешней и пристеночной областей
5.3. Подобие при сильном отсосе
5.4. Асимптотический турбулентный пограничный слой с отсосом
5.5. Универсальный закон трения при отсосе. Единый закон трения при вдуве и отсосе
6. Асимптотическая структура пограничного слоя

6.1. Составные разложения для профилей скорости и рейнольд-совых напряжений
6.2. Асимптотическая структура профиля скорости
Заключение
Список литературы

Введение
Вдув и отсос газа через проницаемые участки на обтекаемой поверхности используется во многих технических приложениях. Вдув является одним из наиболее перспективных способов защиты элементов конструкции силовой установки и планера летательного аппарата в условиях, когда эти элементы подвергаются высоким тепловым нагрузкам или работают в химически активных средах. Так транспирационное охлаждение, т. е. распределенный вдув в пограничный слой газообразного охладителя, проходящего через пористый материал, применяется для теплозащиты лопаток турбомашин и стенок камеры сгорания ЖРД. Отсос представляет собой эффективное средство воздействия на газодинамическую структуру течения и может использоваться для улучшения аэродинамических характеристик летательного аппарата или управления потоком в тракте двигателя. Кроме того, многие процессы физико-химических превращений на обтекаемой поверхности (абляция, испарение, конденсация, сублимация и т. д.) с гидродинамической точки зрения аналогичны вдуву или отсосу.
Поэтому несомненный научный и практический интерес представляет изучение наиболее общих закономерностей, которым подчиняются турбулентные течения при наличии потока массы на стенке. Настоящая работа посвящена исследованию законов подобия для несжимаемого турбулентного пограничного слоя со вдувом и отсосом на пластине при нулевом градиенте давления. Внимание сосредоточено на поиске универсальных зависимостей для основных гидродинамических параметров: осредненной скорости, рейнольдсовых напряжений, трения на стенке.
Особенностью турбулентных пристенных течений является наличие двух сильно различающихся характерных поперечных масштабов длины, один из которых связан с внешней областью пограничного слоя, а другой с вязким подслоем. Этот основополагающий факт используется при классическом анализе пристенной турбулентности методами теории размерности,

2 и+ И"'у1"1"'Уги

14-•у! +‘Оч}и+

ны экспериментальные данные хорошо соответствуют логарифмическому закону (2.4) при выбранном значении постоянных к = 0.41, Со = 2.05.