Моделирование течений жидкости, содержащих пространственно выделенный стохастический компонент, на примере переходной области в пограничном слое на пластине

• Автор: Тун Тун
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. Проблема ламинарнотурбулентного перехода

Глава 1. Обзор экспериментальных и теоретических результатов,

относящихся к явлению перехода в пограничном слое

1.1. Исследования области перехода, современное состояние

1.2. Развитие уединенных турбулентных пятен

1.3. Взаимодействие турбулентных пятен.

1.4. Турбулентные пятна при высокой степени турбулентности внешнего потока

1.5. Дополнительные данные о развитии турбулентных пятен

1.6. Численные методы

1.7. Метод статистического моделирования

1.7.1. Задачи, решаемые методом статистического моделирования метод МонтеКарло.
1.7.2. Случайные величины
1.7.2.1. Псевдослучайные числа, таблицы , i.
1.7.2.2. Дискретные случайные величины
1.7.2.3. Непрерывные случайные величины р , р А ехрА,
1.7.3. Центральная предельная теорема
1.7.4. Общая схема метода МонтеКарло
1.8. Теоретическое исследование переходной области Теория Эммонса
1.8.1. Ламинарнотурбулентный переход в
пограничном слое по Эммонсу
1.8.1.1. Введение
1.8.1.2. Новые наблюдения
1.8.1.3. Теория вероятности перехода
1.8.1.4. Переход теория для плоской пластины
1.8.1.5. Сопротивление в переходной области на плоской пластине.
1.8.2. Приложения
Приложение I
Приложение II
1.8.3. Литература
1.9. Выводы по главе 1
1 лава 2. Моделирование турбулентного перехода в пограничном
слое методом МонтеКарло
2.1. Введение
2.2. Формулировка вероятностной модели перехода
2.3. Определение коэффициента сопротивления пластины при наличии перехода
2.4. Выводы но главе 2
Глава 3. Определение поля средней скорости в переходной
области пограничного слоя на пластине в несжимаемой ЖИДКОСТИ
3.1. Введение
3.2. Определение Профиля средней скорости в переходной области на пластине с помощью
известной функции перемежаемости
3.3. Ламинарный профиль скорости
3.4. Композитная форма профиля продольной скорости развитою турбулентного пограничного слоя на пластине при уе 0,х.
3.4.1. Вязкая подобласть закон стенки.
3.4.2. Область следа
3.5. Определение координаты конца переходной области
3.6. Определение средней продольной скорости в 8 переходной области
3.7. Выводы по главе 3
Выводы
Заключение
Список литературы


В качестве дополнения к модели получено аналитическое обобщение профиля продольной скорости в развитом турбулентном пограничном слое на основе построения функционально автомодельной аппроксимации профиля продольной скорости в области следа развитого турбулентного пограничного слоя сращиванием по методу сращиваемых асимптотических разложений с профилем скорости в ближней пристеночной области. Результаты исследования применены к определению поля скорости в пограничном слое на пластине в несжимаемой жидкости. Физическая постановка и математическая формулировка поведения поля скорости в переходной области пограничного слоя. Численный метод реализации модели на основе методов статистического моделирования. Результаты моделирования в применении к полю скорости несжимаемой жидкости около плоской пластины. Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на конференциях: “Труды -ой научной конференции МФТИ” (Жуковский, ). Труды -ой научной конференции МФТИ” (Жуковский, ). На международной конференции ICMAR ” (Новосибирск, ). Труды -ой научной конференции МФТИ “ (Жуковский, ). Труды -ой научной конференции МФТИ “ (Жуковский, ). Публикации. Моделирование турбулентного перехода в пограничном слое методом Монте-Карло // Труды -ой научной конференции МФТИ, . Композитная форма профиля продольной скорости развитого турбулентного пограничного слоя на пластине при yG[0,<») // Труды -й научной конференции МФТИ, «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», . Моделирование турбулентного перехода в пограничном слое методом Монте-Карло. INTERNATIONA! CONFERENCE ON THE METHODS OF AEROPHYSICAL RESEARCH, June - July , , Novosibirsk, Russia. Определение средней продольной скорости в переходной области // Труды -й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук»: Часть VI. Аэромеханика и летательная техника. М.: МФТИ, . Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук»: Часть VI. Аэромеханика и летательная техника. М.: МФТИ, . Исследование турбулентного перехода в пограничном слое методом статистического моделирования» в журнале Г1МТФ, Том. Monte Carlo Simulation of Boundary' Layer Transition» в журнале «Journal of Computational Mathematics and Mathematical Physics». V. , No. Моделирование турбулентного перехода в пограничном слое методом Монте-Карло» в журнале ЖВМ и МФ, Том. Statistical modeling of the turbulent transition in the boundary layer» в журнале «Journal of Applied Mechanics and Technical Physics» V. No. Определение поля средней скорости в переходной области пограничною слоя на пластине в несжимаемой жидкости» в электронном журнале «'Груды МАИ», вып: № , г. Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, трёх разделов и заключения, списка литературы. Диссертация изложена на 5 страницах, включает рисунка и 1 таблицу. Список литературы содержит источника. В ранних исследованиях обтекания тел жидкостью и газом установлено, что течение в по1раничном слое может быть либо ламинарным, либо турбулентным. Все поведение течения около обтекаемого тела, в частности и силовое воздействие течения на тело, существенно зависит от того, является ли пограничный слой ламинарным или турбулентным. Переход течения в пшраничном слое на обтекаемом теле из ламинарной формы в турбулентную зависит от многих указанных выше факторов. Современный эксперимент [-] рисует следующую картину течения газа или жидкости вблизи поверхности тела. Согласно работе [] Пограничный слой, нарастающий на поверхности любого тела, первоначально является ламинарным. Любые флуктуации во времени, которые приходят из набегающего потока, за счет звуковых волн или создаются неровностями и вибрациями на теле в общем случае быстро затухают около передней кромки. Далее вниз но потоку от передней кромки возникает искаженное нестационарное поле скорости, котрое уничтожает ламинарный пограничный слой* и заменяет его на быстро нарастающий и более толстый турбулентный пограничный слой. Данные о полном сопротивлении тела ясно показывают различия в характерной величине ламинарного, при небольших числах Рейнольдса, и турбулентного, при больших числах Рейнольдса, трения. Между этими двумя областями находится более или менеес продолжительная область перехода от одного режима течения к другому. Трение и теплопроводность в ламинарном пограничном слое хорошо согласуются с теоретическими расчетами.