Экспериментательное исследование возникновения и развития когерентных структур в турбулентных потоках при акустическом воздействии

• Автор: Бардаханов, Сергей Прокопьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 c. : ил

Условные обозначения
Глава I. Обзор основных экспериментальных результатов по возникновению и развитию когерентных структур в турбулентных сдвиговых
течениях
Глава II.Возникновение когерентных структур в двумерных турбулентных сдвиговых течениях
при наложении акустического поля
§П.1. Образование когерентных структур в турбулентном следе за тонкой пластинкой при акустическом воздействии
§11.2. Преобразование акустических возмущений в вихревые в турбулентном следе
за профилем
§П.З. Восприимчивость турбулентного отрывного течения за уступом к акустическим возмущениям
§П.4. Возникновение когерентных структур
при акустическом воздействии на турбулентную струю, истекающую в турбулентный пограничный слой
Глава III. Развитие когерентных структур в турбулентном следе за тонкой пластинкой
§Ш.I. Описание методики и условий эксперимента
§Ш.2. Влияние когерентных структур на
среднее течение

§Ш.З. Влияние когерентных структур на
турбулентный спектр
§111.4. Совместное развитие двух структур
§111.5. Возникновение и развитие структур
при вибрациях пластинки
§Ш.6. Поведение структуры при совместном воздействии акустического ПОЛЯ и
вибраций пластинки
Глава IV. Возникновение и развитие когерентных структур в турбулентном следе за плохообтекаемым
телом
§1УЛ.Образование и развитие основной
структуры
§1У.2.Возникновение дополнительных структур при наложении акустического поля . . . 117 §1У.З.Диапазон восприимчивости течения
к акустическим возмущениям
§1У.4.Явление захвата в возбуждённом
следе
Заключение
Литература

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
X, У - прямоугольная система координат.
Ц-ао - скорость набегающего потока.
и! - интегральная интенсивность пульсаций скорости.

- вырезанная в полосе 4 гц интенсивность пульсаций скорости на частоте
£ - степень турбулентности.
& - толщина пограничного слоя, б*- толщина потери импульса.
>} - кинематическая вязкость.
- число Рейнольдса.
А - звуковое давление.
/ - длина волны.
^ - частота колебаний, б - фаза колебаний. сС - угол атаки.
А - высота уступа.
^ - угол сдвига фаз.
]) - диаметр цилиндра, толщина модели.
.5А- число Струхала.
Остальные обозначения приводятся в тексте.

Для выяснения природы возмущений, возникающих при наложении акустического поля (4,рис.П.14), проводились фазовые измерения. Они показали, что эти возмущения имеют вид бегущей волны, с длиной много меньшей, чем длина волны акустического возмущения. Фазовая скорость распространения этих возмущений примерно равна 0,8 иео.
При исследовании течения за тонкой пластинкой, результаты которого приведены в предыдущем параграфе, уровень акустического воздействия выбирался малым, чтобы влияния на среднее течение и интегральную интенсивность пульсаций отсутствовали. Тем самым подчеркивалось, что когерентная структура может существовать в следе, ничем себя не обнаруживая в интегральных величинах, если не применять специальные методы регистрации и анализа информации. При исследовании течения за профилем интенсивность акустического поля выбиралась существенно большей и ставилась задача обнаружить изменения интегральных характеристик. Действительно, результаты, приведенные на рисунках П.13 и П. 14, указывают на такое влияние. Возникшая структура 4 (см.рис. П. 14) существенно выделяется над турбулентным фоном 3 и вызывает заметное изменение интегральной интенсивности пульсаций (кривые I и 2 ). В это же время происходят изменения и в распределениях средней скорости (см.рис.П. 13), по крайней мере в окрестности задней кромки. При большей интенсивности звука влияние на среднее течение увеличивалось и сохранялось дальше вниз по потоку.
В данной работе исследовалось также воздействие акустического поля на течение за моделью, установленной под углом атаки <*■=8,5°. Общая картина, характеризующая поле среднего течения вокруг профиля, приведена на рисунке П.І5. Наблюдается существенная несимметрия среднего течения как на самом профиле, так и в следе за ним.