Исследование плоских течений вблизи стоков и над теплоисточниками

• Автор: Зиганшин, Арслан Маликович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Содержание

Основные условные обозначения

Введение.

ЧАСТЬ 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ ОТРЫВНЫХ ЗОН И СКОРОСТНЫХ

ПОЛЕЙ ТЕЧЕНИЙ ВБЛИЗИ СТОКОВ

Глава 1.1 Методы расчета течений вблизи стоков

Глава 1.2 Численные исследования.

1.2.1 Постановка задачи, предположения и методы решения

1.2.2 Отсасывающая полость с конфузором

1.2.3 Укрытие витринного типа

1.2.4 Щелевой патрубокраструб, выступающий из стенки

Глава 1.3 Экспериментальные исследования.
1.3.1 Исследование распределения скоростей.
1.3.2 Определение форм вихревых зон
1.3.3 Применение методов ВГД.
ЧАСТЬ 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ СТРУЙ НАД НАГРЕТЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ.
Глава 2.1 Методы расчета течений над теплоисточниками
2.1.1 Обзор проблемы.
2.1.2 Вывод расчетных формул для плоской свободной
конвективной струи.
Глава 2.2 Численные исследования.
2.2.1 Постановка задачи
2.2.2 Слабо стесненная конвективная струя
2.2.3 Свободная струя
2.2.4 Конвекция в закрытых областях.
2.2.5 Конвекция в частично открытой области.
Глава 2.3 Экспериментальные исследования
2.3.1 Конвекция в закрытой области.
2.3.2 Конвекция в частично открытой области
ЧАСТЬ 3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРАКТИКЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
Глава 3.1 Принципы рационального конструирования отсосов от укрытий
теплоисточников
Глава 3.2 Расчет интенсивности отсосов от укрытий теплоисточников
Глава 3.3 Проектирование воздушных завес шиберного типа.
Заключение
Список литературы


После нахождения интенсивности вихрей методом наложения потоков определяются геометрические и кинематические характеристики течения. В статье [] приводятся результаты анализа течений на входе в щелевидные и круглые зонты, полученные методом дискретных вихрей. В [] решена задача о поле скоростей и развитии вихревой структуры отрывной зоны течения у щелевидного отсоса, встроенного в двугранный угол. Другим часто используемым методом для решения задач о потенциальном течении жидкости в плоской постановке является метод конформных отображений (МКО). Суть метода заключается в том, что рассматриваемая сложная область течения конформно отображается на простую область - полуплоскость или круг единичного радиуса, решение уравнения Лапласа для которой известно или может быть легко найдено. Далее ищется зависимость комплексного потенциала IV = <р + ы/г от комплексной координаты г=х+/>. Иг=1? О? да? Н—^- = V — /V . Методом конформных отображений В. М. Астафьевым [] найдена скорость подтекания воздуха к бортовым отсосам. В.Л. Маховер, Л. С. Халезов, А. Г. Чесноков [,, ] исследовали течение вблизи щели конечного размера на поверхности круглой трубы. С помощью метода конформных преобразований находилось подтекание воздуха к точечному стоку, а далее методом наложения потоков определялось поле скоростей перед отсосом. С помощью МКО В. Н. Посохиным [, , , , ], В. Н. Талиевым [, , ], Е. И. Шулекиной [, ] были решены задачи о подтекании воздуха к щелевым отсосам различной конфигурации. При решении вышеперечисленных задач течение воздуха полагалось безотрывным, что является достаточно грубым упрощением, поскольку срыв потока с острых кромок сильно влияет на картину течения в целом. Так, зона отрыва при входе в щелевой патрубок уменьшает эффективную площадь всасывания на величину до ,5 %. Решение задач о течении воздуха к стокам с учетом отрывных зон. Однако это становится возможным в плоскости специальных переменных при определенных допущениях. Одним из способов определения границы отрывной зоны является задание на свободной линии тока (линии тока, ограничивающей вихревую зону) постоянного модуля скорости. Это допущение основывается на предположении о неподвижности воздуха в зоне отрыва. Задача решается методом конформных отображений. Эти области при помощи интегралов Кристоффеля - Шварца или Келдыша - Седова [] могут быть конформно отображены на некоторую каноническую область, для которой находится комплексный потенциал течения. Далее определяется связь между комплексным потенциалом и координатой. В такой постановке (с учетом отрывных зон) В. Н. Посохиным был исследован широкий спектр задач о подтекании воздуха к щелевидным стокам [, , , , , , , , , , ]. Найдены поля скоростей и очертания зон завихрения, возникающие у линейных стоков, которые ограничены плоскостью [] или находятся в укрытии []. Подробное решение задачи о формах свободных линий тока, ограничивающих вихревые зоны на входе в щелевые отсосы-зонты, содержится в цикле статей []. В основном здесь реализуются два варианта: «длинный зонт», когда имеются две последовательно расположенные зоны завихрения, и «короткий зонт», где обе вихревые зоны сливаются в одну. В остальной области ноток ведет себя как идеальная жидкость. Некоторые экспериментальные данные по отрывным течениям на входе в щелевые отсосы содержатся в работе []. Нужно отметить еще одно важное направление решения задач гидродинамики, связанное со стремительным развитием численных методов решения разного рода уравнений, и, в том числе, дифференциальных уравнений движения жидкости, что стало возможным благодаря резкому росту с -х годов прошлого века производительности и объема памяти ЭВМ. Это в свою очередь привело к повсеместному применению численных методов. Появившуюся в результате «новую» расчетную ветвь гидродинамики - вычислительную гидродинамику (ВГД, или CFD - Computational Fluid Dynamic), часто рассматривают как дополнение к уже существующим ветвям: теоретической и экспериментальной. Численное решение находится путем написания программы, реализующей определенную схему численного расчета.