Экспериментальное исследование процессов перехода к стохастичности в сферическом течении Куэтта при вращении обеих сферических границ

• Автор: Жиленко, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с.

Содержание
Введение
1. Обзор и постановка задачи
1.1 Устойчивость течений вязкой несжимаемой жидкости во
вращающихся сферических слоях
1.2 Переход к турбулентности в сферическом течении Куэтта
1.3 Постановка задачи исследования
2. Методика экспериментального исследования потери
устойчивости и перехода к стохастичности в сферическом течении Куэтта
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Методика проведения эксперимента
2.3 Методы обработки экспериментальных данных
3. Граница устойчивости основного течения в сферическом слое относительной толщины 5=1.0 0 6 при вращении обеих сферических границ
3.1 Структура основного и вторичного течения вблизи
границы устойчивости при вращении сферических границ в одну сторону
3.2 Структура основного и вторичного течения вблизи
границы устойчивости при встречном вращении сферических границ

4. Переход к стохастичности в сферическом слое относительной толщины 8=1.006 при встречном вращении сферических границ
Заключение
Литература

Введение.
Многие гидродинамические явления в природе, и в частности процессы в реальных гео- и астрофизических объектах, как правило, чрезвычайно сложны, и их исследование требует одновременного учета многих параметров. Поэтому неудивительно, что на протяжении долгого времени сохраняется устойчивый интерес к модельным течениям, в которых влияние одного или нескольких факторов отделено от влияния остальных. Именно к таким модельным течениям относится рассматриваемое в данной работе сферическое течение Куэтта (СТК) сдвиговое течение вязкой несжимаемой жидкости между двумя сферическими границами, возникающее под действием вращения сфер вокруг общей оси. СТК позволяет рассмотреть влияние двух факторов в реальных природных объектах -сферической геометрии течения и вращения. Несмотря на свою ограниченность, изучение модельных систем на основе лабораторного моделирования позволяет выделить наиболее характерные стороны явления и, тем самым, облегчить понимание закономерностей в реальных процессах.
Изучение течений во вращающихся сферических слоях кроме технических, астро- и геофизических приложений представляет не меньший интерес для теории гидродинамической устойчивости и проблемы перехода к стохастичности. Именно необходимостью решения вопросов гидродинамической устойчивости в трехмерных течениях было инициировано начало экспериментальных и теоретических исследований СТК в конце 60-ых - начале 70-ых гг. В начале 80-ых гг. получили развитие экспериментальные исследования СТК, связанные с определением переходов от
можно определять указанную проекцию скорости течения, в предположении, что частицы повторяют движение жидкости.
В настоящей работе удалось совместить визуализацию течения в меридиональной плоскости и измерения пульсаций скорости с помощью ЛДИС.
Предварительные исследования показали, что при минимальной концентрации частиц алюминиевой пудры, необходимой для обеспечения визуализации течения, ни один из имеющихся в распоряжении ЛДИС (фирм 01ЭА и ТБI), не позволяет обеспечить приемлемое отношение величины сигнал-шум из-за недостаточного коэффициента усиления сигнала доплеровской частоты. Поэтому для измерения пульсаций скорости была разработана схема
последовательной обработки сигнала двумя ЛДИС. Согласно этой схеме, сигнал с фотоумножителя 551,10 Б13А подается на предусилитель 551,30 01БА, и затем, на вход процессора 1090 ТБ1, представляющего собой комбинацию усилителя, следящего фильтра и преобразователя частоты в напряжение, что и позволило получить необходимый уровень усиления полезного сигнала. Сигнал с процессора поступает на аналоговый блок, где выделяется его низкочастотная составляющая, пропорциональная исследуемой проекции скорости, и эта низкочастотная составляющая затем подается на вход 12-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), расположенного на встроенной в РС плате ЛА-2. АЦП преобразует полученный с ЛДИС аналоговый сигнал (со временем преобразования не более 2 мкс) во временной цифровой ряд с заданным постоянным шагом во времени, - -Который записывается на . жесткий диск компьютера с целью дальнейшей обработки.