Конвенция и теплообмен в турбулентных течениях с большими числами Рейнольдса

• Автор: Трофимов, Виктор Маратович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 350 с.

Оглавление
Введение
0.1 Внутренняя структура турбулентных течений
0.2 О релаксационных явлениях в турбулентных течениях
0.3 Уточнение представлений о внутреннем трении жидкостей и газов
0.4 Введение асимметричных напряжений в феноменологию
турбулентности
1 Экспериментальные исследования газодинамики и теплообмена в турбулентных отрывных течениях с кавернами, уступами и ступеньками
1.1 Экспериментальные установки и модели
1.2 Оборудование измерительного комплекса
1.3 Методы экспериментального исследования течения газа
и теплообмена
1.4 Особенности процессов теплообмена и газодинамики в
течениях с фиксированной точкой отрыва в условиях отрицательного продольного градиента давления
1.4.1 Ускоряющееся течение и теплообмен в плоском сверхзвзчсовом канале с гладким контуром
1.4.2 Особенности отрывных течений и процессов теплообмена в окрестности уступов-каверн

1.5 Особенности теплообмена и газодинамики в течениях со
свободной точкой отрыва при внешнем обтекании уступов и ступенек
1.6 Влияние локальных зон отрыва на теплообмен вверх по
потоку от них
1.7 Управление величиной конвективного теплообмена в турбулентных отрывных течениях
1.8 Характеристики турбулентности в отрывающемся сжимаемом пограничном слое
2 Экспериментальные исследования влияния внутренней структуры турбулентности на процессы теплообмена
2.1 Опыты по исследованию теплообмена и турбулентности
в квазидвумерных сверхзвуковых отрывных течениях. Роль крупномасштабной турбулентности
2.2 Постановка задач по исследованию внутренних струк-
тур и теплообмена в сверхзвуковых течениях с большими градиентами давления
2.3 Экспериментальная установка, оборудование, модели
2.3.1 Экспериментальная установка
2.3.2 Экспериментальные модели
2.4 Методы экспериментального исследования течения газа
и теплообмена
2.5 Результаты визуализации продольных структур метода-
ми ЖК-термоиндикаторов, нитей-флюгеров и масляной пленки
2.6 Продольные структуры за плоскими уступами: влияние
на теплообмен
2.7 Расширяющийся уступ: классификация режимов течения
2.8 Расслоение турбулентного теплообмена на структурные
уровни

2.8.1 Условия экспериментов: повышенная вращательная анизотропия
2.8.2 Спектр структурных уровней теплообмена. Закон квадратов коэффициентов теплообмена
2.8.3 Физическая модель турбулентного теплообмена. Гипотеза акустического анизотропно турбулентного резонанса
2.8.4 Механизм расслоения турбулентного теплообмена в звуковом поле при вращательной анизотропии течения
2.9 Дополнительное обсуждение результатов
3 Моделирование турбулентного теплообмена в течениях
с большими местными градиентами давления
3.1 Постановка задачи
3.2 Приближенный метод учета влияния на теплообмен ориентационных свойств турбулентности
3.3 Примеры расчетов распределений теплообмена
3.4 Модельные представления о взаимодействии продольных вихревых структур и влиянии на теплообмен
3.5 Задача о теплообмене, обусловленном продольными структурами в пограничном слое при dp/dx ~
3.6 Теплообмен на криволинейной поверхности
(dp/dx /0)
3.7 Дополнительное обсуждение результатов
4 Моделирование турбулентных течений с большими числами Рейнольдса
4.1 Часть I. Феноменология неравновесных по моментам импульсов турбзшентных течений: упрощенный подход

ков уплотнения и волн разрежения для данных условий предпринимались ранее в [237-240] на основе детального изучения усредненных и пульсационных параметров потока, а также анализа других работ. В частности, было показано, что характерными для рассматриваемых условий являются: рост интенсивности турбулентности и уменьшение наполненности профиля скорости в пограничном слое непосредственно за скачками уплотнения, сменяющееся в дальнейшем быстрым его перенаполнением по сравнению с исходным; гашение турбулентности (среднеквадратичных пульсаций продольной составляющей параметров потока) в волнах разрежения; возможность реламинаризации (по профилю усредненной скорости) возвратного течения в отрывных зонах; проявление эффекта нового пограничного слоя в пристенной части возмущенных пограничных слоев или присоединившихся слоев смешения; формирование гертлеровских вихрей в зонах присоединения.
Задачи определения интенсивности теплообмена при внешнем отрывном обтекании элементов летательных аппаратов, а также во внутренних течениях высокоэнергетических установок приобретают особую важность в условиях сверх- и гиперзвуковых скоростей потока. В то же время экспериментальные данные по теплообмену в случаях турбулентного отрыва довольно ограничены, не достаточно подробны, а порой противоречивы [17, 194]. Следует отметить здесь цикл экспериментальных исследований теплообмена, выполненный в летных условиях А.М.Павлюченко с сотрудниками (см. обзор [286]). К настоящему моменту, по-видимому, отсутствуют работы, в которых бы параллельно и систематически исследовались теплообмен и турбз-лентность в окрестности отрывных зон при сверхзвуковых скоростях. Ориентиром здесь может служить уже достигнутый высокий уровень широко поставленных комплексных и детальных исследований турбулентного теплообмена при дозвуковых и малых скоростях, проводимых в Институте теплофизики СО РАН.