Цилиндрические вихри в стационарных потоках жидкости и связь их параметров с характеристиками течения

• Автор: Мартынов, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1. Работы по изучению формирования вихревых структур в потоке и переносу примесей

2. Устойчивость движения вязкой жидкости при наличии периодических начальных возмущений в придонной области

3. Исследование цилиндрических вихрей в стационарных потоках

Глава 2.Аппаратура и методика измерений

1. Аппаратура

2.Методика

ф 1. Измерение профиля скорости воздушного потока

2. Измерение профиля скорости водного потока

3. Визуализация вихревых структур

4. Измерение размера гряд, образующихся на дне под воздействием

потока
5. Видеосъмка
Глава 3. Особенности поля скорости в ускоряющихся и замедляющихся стационарных потоках
1. Вертикальный профиль скорости
2. Торможение придонного вязкого слоя
3. Взаимосвязь основных параметров замедляющегося потока
Глава 4. Модель движения вихря в потоке с торможением придонного слоя
1. Типы вихревых структур и особенности их движения в потоке
1. Эксперименты по визуализации вихрей и определение их основных параметров
2. Типы вихрей
2. Связь параметров вихрей с основными характеристиками фонового течения
3. Влияние периодического торможения придонного слоя жидкости на траекторию вихрей
4. Сравнение модельных траекторий с экспериментальными
данными
1. Построение траекторий с разбивкой по горизонтальным слоям
2. Сравнение графика с кадрами видеозаписи
5. Границы применимости модели
Глава 5. Использование модели движения вихрей для расчета возмущений, вносимых вихрями
Выводы
Литература


В опыте с воздушным потоком нам удалось обнаружить, что вихри возникают не в одной конкретной точке потока, а сразу в нескольких местах вдоль всего потока на одинаковом расстоянии 5, если параметры потока не меняются. В пункте 2 перечислены основные типы вихрей. Это одиночные вихри, пары, диполи и Триполи. В разных условиях формируются разные типы вихрей. Время сближения быстро убывает с уменьшением расстояния между вихрями. Если сближаются вихри разного знака, то образуется диполь, если одного знака, то вихри сливаются. Проведенная серия экспериментов показала, что расстояние между центрами вихрейспутников определяется диаметром основного вихря, а диаметр самих вихрей спутников практически не меняется. Следовательно, величина отношения , определяющая степень взаимодействия вихрей, зависит только от диаметра основного вихря или от толщины придонного слоя 8. В 2 устанавливается связь параметров вихрей с основными характеристиками фонового течения. На основании сравнения результатов расчетов по формулам с большой серией экспериментов в воде оказалось, что время торможения слоя практически совпало с периодом отрыва вихрей, а путь, пройденный слоем до полной остановки, совпал с расстоянием между точками отрыва вихрей . Отсюда следует, что основные параметры вихрей могут быть выражены через параметры потока и0 и 5, которые, в свою очередь, легко могут быть определены по полученному графику. Изучение гряд на песке, образовавшихся под воздействием потока воздуха, также показало, что расстояние между грядами в точности совпадает с расстоянием между местами вылета вихрей. Это свидетельствует о том, что вихри действительно играют основную роль в переносе частиц подстилающей поверхности.