Расчет турбулентных отрывных течений на основе моделей вязко-невязкого взаимодействия

• Автор: Ясько, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 166 c. : ил

1. Интегральный метод расчета турбулентных течений с сильным вязко-невязким взаимодействием

1.1.Семейство интегральных соотношений для турбулентного пограничного слоя

1.2.Сильное взаимодействие вязкого и невязкого потоков

1.3.Анализ решений системы дифференциальных уравнений, описывающих течения с сильным взаимодействием
1.4. Выводы
2. Взаимодействие турбулентного слоя со сверхзвуковым потоком в донной области за уступом

2.1.Приближенная модель отрывного течения за уступом

2.1.1. Область расширения

2.1.2. Слой смешения

2.1.3. Донная область

2.1.4. Течение присоединения

2.2. Расчет отрывного течения за плоским уступом при наличии волновых возмущений внешнего потока
2.3. Расчет турбулентного отрывного течения за осесимметричным уступом
2.3.1. Расчет вязкого слоя в области присоединения
2.3.2. Расчет слоя смешения
2.3.3. Методика проведения расчета и анализ результатов
2.4. Выводы
3. Расчет сильного взаимодействия при отрыве турбулентного пограничного слоя от гладкой поверхности

3.1. Расчет отрыва турбулентного пограничного слоя перед плоской ступенькой
3.2. Расчет взаимодействия скачка уплотнения с турбулентным пограничным слоем
3.3. Расчет турбулентного отрывного течения в плоской каверне
3.4. Выводы
4. Турбулентное отрывное обтекание тел вращения несжимаемой жидкостью
4.1. Приближенная модель отрывного обтекания тела вращения потоком несжимаемой жидкости
4.2. Расчет течений в характерных областях
4.2.1. Расчет внешнего потенциального потока
4.2.2. Расчет вязкого следа
4.2.3. Расчет слоя смешения
4.2.4. Течение в донной области
4.3. Расчет отрывного обтекания тела вращения несжимаемой жидкостью
4.4. Выводы
Заключение
Литература
Приложение

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
С = (1 + -4г ) 2 - чн«10 Крокко;
і - высота уступа;
К - единичная внешняя к области нормаль;
- число Маха; р -давление;
Я - радиус;
£, = 0.8>9 - коэффициент восстановления;
Т - температура;
5 - параметр профиля;
И - продольная скорость;
V - поперечная скорость;
X - координата вдоль поверхности;
у* - координата по нормали к поверхности;
о1 - угол;
^ - отношение теплоемкостей;
5 -
толщина вязкого слоя;
'' * ~ толщина вытеснения;
г-** чи і, и. і - толщина потери импульса;

- толщина потери энергии;

Ъи - ^ - толщина потери скорости;
£. - турбулентная вязкость;
0 - угол наклона внешнего потока к оси 4С- ;

В настоящей работе пренебрегалоеь влиянием донного разрежения на параметры пограничного слоя перед кромкой и предполагалось, что профиль скорости является степенным
и) - — - У)
и# <1 (2.1.1)
где ^ ^ - толщина начального пограничного слоя.
Предполагая область течения изоэнергетической и применяя предположение о сохранении полного давления при расширении вязкого слоя, можно выразить профиль скорости % после разворота
где Сг = , §£ - толщина вязкого слоя после разворота.
миах
Толщина вязкого слоя после разворота ог определяется из условия сохранения массы при развороте.
2.1.2. Слой смешения
Картина течения в реальном слое смешения является достаточно сложной, в первую очередь благодаря наличию краевого скачка уплотнения, проникающего в вязкий слой. В настоящей работе указанной особенностью пренебрегалоеь и слой смешения рассматривался как изобарический слой смешения полубесконечного потока за плоской пластиной.
Рассмотрим решение для области смешения, следуя работе /56/.
В теории смешения вводится исходная ортогональная криволинейная система координат ( X » У )» связанная с границей соответствующей невязкой струи. Эта невязкая струя определяется как некоторая гипотетическая струя без трения, движущаяся со скоростью /У и расширяющаяся при том же отношении давлений Ц/р , что и действительная вязкая струя. Угловое отклонение исходной системы коорди-