Методы расчета стабилизированных течений в каналах сложного профиля и автомодельных потоков со свободными границами

• Автор: Безпрозванных, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 163 c. : ил

1. Исследование механики турбулентного движения несжимаемой жидкости в каналах некруглой геометрии на
основе уравнений переноса напряжений Рейнольдса
1.1. 0 причинах недостаточно адекватного описания течения в каналах сложного профиля в рамках
схем замыкания второго порядка
1.2. Анализ приближённых уравнений баланса турбу -лентных напряжений
1.3. Эмпирические постоянные модели турбулентности
1.4. Система уравнений сохранения осреднённого импульса и граничные условия
1.5. Численный метод решения задачи об установив -шемся турбулентном течении в каналах некруглой
формы
1.6. Результаты расчёта стабилизированного турбу -лентного потока в канале квадратного сечения
1.7. Оценка допустимости усечения моментных урав
нений
1.8. Алгебраическая модель напряжений Рейнольдса.
Результаты использования квазиравновесной схемы замыкания для исследования установившегося турбулентного течения в квадратном канале
2. Приближённый метод расчёта характеристик основного потока в условиях стабилизированного течения в каналах сложного профиля
2.1. 0 модели механизма турбулентного движения в установившихся потоках
2.2. Теоретические предпосылки использования мо-

дельных закономерностей для изучения гидродинамики некруглых каналов. Построение расчётной схемы
2.3. Общий полуаналитический метод решения задачи о распределении напряжений сдвига при устано -вившемся течении в каналах произвольной геометрии
2.4. Результаты расчёта параметров турбулентного
потока в каналах некруглого сечения
3. Инженерный метод замыкания в задачах свободной турбулентности
3.1. Приближение тонкого сдвигового слоя для свободных турбулентных течений несжимаемой жидкости
3.2. Анализ закономерностей распространения осесимметричной автомодельной слабонагретой затопленной струи и основного участка плоского
следа за цилиндром
3.3. Результаты численного исследования турбулентной струи и следа за цилиндром. Сравнение с экспериментом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Интерес к изучению вопросов, связанных с турбулентным движением континуума, возник в середине дрошгого века как результат выявления противоречия между теоретическими, полученными на основе закона трения Ньютона, и экспериментально наблюдаемыми значе -ниями сопротивления при течении жидкости в трубах и при внешнем обтекании тел. Анализ указанных расхождений привел в конечном итоге к пониманию того обстоятельства, что подавляющее большинство реализующихся в природе и технике течений жидкостей и газов являются турбулентными. Турбулентные процессы определяют трение и теплообмен при движении тел в жидкостях и газах и при течении в трубах и каналах, играют ведущую роль при горении, перемешивании и сушке, при движении воздуха в атмосфере, воды в реках, морях и океанах, при течении жидкостей в различных биологических системах. От успехов в развитии теории турбулентности во многом зависит решение ряда важнейших задач современного промышленного производства, проблем энергетики, транспорта, медицины, экологических вопросов. Изучение закономерностей турбулентного переноса необходимо при проектировании ракетных и авиационных двигателей, камер сгорания, топок и печей, турбин и котлов, различных теплообменных устройств, гидротехнических сооружений, аппаратов химической технологии и т.д. Фундаментальность проблемы турбулентности, чрезвычайное многообразие и важность этого физического явления обусло -вили, с одной стороны, настоятельную необходимость всестороннего его изучения с целью построения надёжных методов прогнозирования и контроля и, с другой стороны, привлекли пристальное внимание многих выдающихся исследователей в области механики сплошных сред.
За столетие, прошедшее после опубликования ставших ныне классическими работ Осборна Рейнольдса ( 1883 и 1895 годы ), явившихся первым крупным вкладом в выяснение физической сущности турбу

л / д^и^зУ } дг<^з> (1.25)
+ ^ дх£ дхі ' ’
V2^f * 14-^f = -K*>g - <^>g2)- -c4 <ил>+^>S+<“'>§;-^к S+H}+
+ r«a,ut> g + «4>g + ||) +
+om^a^ + !WM + l^)] +
2Ч л/. 2.
дхзи^ l/ дХг дх3 дхг
, 0/1|гч a^I , л/а2<а2Ц3> . d2v (1.26)
+ 2_â^J +у(-^їг+ зосі