Метод расчета местных характеристик турбулентного теплопереноса крупномасштабными структурами в автомодельной части свободных сдвиговых течений

• Автор: Мачис, Гедиминас Пятрович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Каунас
• Количество страниц: 147 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ4

ВВЕДЕНИЕ. .б

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.9

ГЛАВА I. АНАЛИЗ РАБОТ ПО ЧИСЛЕННОМУ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ ТУРБУЛЕНТНОГО СДВИГОВОГО ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.I2

1.1. Статистические модели расчета гидродинами

ческих полей

1.2. Экспериментальные исследования квазиупорядоченной структуры турбулентных свиговых
течений

1.3. Модели для расчета тепловых полей.

1.4. Развитие моделей турбулентного течения и

тепломассообмена
1.5. Постановка задачи.
ГЛАВА П. МОДЕЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ, МЕТОДИКА И АЛГОРИТМЫ ИХ
РАСЧЕТА.
2.1. Уравнения среднего крупно и мелкомасштабного движений и теплообмена в турбулентном сдви
говом течении.
2.2. Распределения средней скорости и температуры
2.3. Уравнения движения и теплообмена для крупномасштабных структур.9.
2.4. Модельные уравнения движения и теплообмена
мелкомасштабной турбулентности
2.5. Уравнения развития крупномасштабных пульсаций скорости и температуры вдоль среднего
сдвигового течения
2.6. Методика и алгоритмы решения уравнений
модели
ГЛАВА Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕНОСА ИМПУЛЬСА И ТЕПЛА КОГЕРЕНТНЫМИ СТРУКТУРАМИ В ТУРБУЛЕНТНЫХ СДВИГОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ.
3.1. Квазиупорядоченные крупномасштабные структуры поля пульсаций скорости в автомодель
ной части следа за цилиндром
3.2. Крупномасштабные пульсации температуры в
плоском нагреваемом следе за цилиндром.г
3.3. Сравнение вычисленных корреляционных мо
ментов крупномасштабных пульсаций с результатами измерений в автомодельной
части следа.ГГ.
3.4. Вычисление турбулентного числа Прандтля9.
3.5. Численное исследование нелинейного разви
тия крупномасштабных когерентных струк
тур вдоль течения. .г.
ЗАКЛШЕНИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В работе представлены результаты расчета амплитуд гармонических возмущений давления, интегральных по сечению, нелинейно развивающихся вдоль течения струи. В большинстве случаев перенос тепла происходит при турбулентном течении. Сложность природы турбулентного течения и теплообмена является основным препятствием при построении универсальных методов расчета, поэтому при решении важных практических задач теплообмена используются приближенные методы, главным образом связывающие коэффициенты турбулентного обмена с градиентами скорости и температуры и описывающие распределения средних величин. Но для развития новой техники выдвигаются новые требования - знать местные характеристики турбулентного обмена. На основе этих характеристик можно определить обмен между потоком и частицами в двухфазных течениях, моделировать химические реакции, горение, генерацию шума и т. На основе результатов вычисления средних характеристик турбулентных течений можно развить методику расчета, учитывающую крупномасштабную регулярную структуру турбулентного обмена. Поэтому за рубежом и в нашей стране на основе обширных экспериментальных данных начаты работы по построению расчетных методов, позволяющих учесть внутреннюю структуру процесса турбулентного обмена импульсом, теплом, массой и другими примесями, активно неизменяющими гидродинамические свойства течения. Экспериментальные исследования показывают различную роль крупно- и мелкомасштабных пульсаций в процессе турбулентного перемешивания. Причем пульсации, вносящие наибольший вклад в статистические корреляционные моменты второго порядка, в высшей степени когерентны и отчасти обладают волновыми свойствами. О.М. Белоцерковский, В. И.Полежаев, М. А.Гольдштик, В. Н.Штерн, У. Рейнольдс, А. Хуссейн, Г. Фабри, Р. Край-тон, Дж. Лю и другие. Однако в немногочисленных моделях турбулентности, учитывающих регулярные крупномасштабные структуры в явном виде, слишком упрощены взаимодействие крупно- и мелкомасштабных пульсаций или эволюция структур. Не исследовались также местные характеристики тепломасоопереноса регулярными структурами, несмотря на большой интерес к этой задаче в связи с проблемами усовершенствования процессами теплообмена, устранения шумов, производимых турубулентными структурами, расчета продуктов горения и других химических реакций, моделирования процессов загрязнения окружающей среды тепловыми и другими выбросами. Ас,Ат- амплитуды развития крупномасштабных пульсаций скорости и температуры вдоль течения (2. Ес,Ет - амплитуды развития мелкомасштабных пульсаций скорости и температуры вдоль течения (2. Бк - вспомогательные комплексные функции в уравнениях (2. Н* - вспомогательные коэффициенты в уравнениях (2. Т