Численное исследование задач об отрыве пограничного слоя

• Автор: Королев, Георгий Львович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 235 с. : ил.

I. Прямые методы решения уравнений теории взаимодействия
§1. Введение
§2. Прямой метод решения уравнений теории взаимодействия плоского пограничного слоя в переменных завихренности
§3. Метод решения уравнений теории взаимодействия в переменных вектора скорости
§4. Решение уравнений теории взаимодействия с периодическими краевыми условиями
II. Неединственность отрывного обтекания в области взаимодействия пограничного слоя с внешним потоком
§1. Отрывное течение в окрестности задней кромки тонкого профиля расположенного под малым углом атаки
§2. Отрыв в окрестности угла малого излома
§3. Вращение эллиптического цилиндра в покоящейся жидкости
III. Отрыв потока и построение дополнительных решений уравнений плоского ламинарного пограничного слоя
§1. Постановка задачи
§2. Построение решений уравнений ламинарного пограничного слоя
§3. Неединственность решения уравнений вязкого подслоя
§4. Отрывные течения в вязком подслое с малым поверхностным трением
§5. Отрывное обтекание передней кромки тонкого профиля
IV. О построении дополнительных решений уравнений осесим метричного ламинарного и плоского турбулентного пограничного слоя.
§1. Построение неединственных решений уравнений осесимметричного ламинарного пограничного слоя
§2. Неединственность решения уравнений турбулентного пограничного слоя
Выводы

Список литературы

Отрыв потока от обтекаемой поверхности тела сопровождает большинство течений жидкости и газа при больших числах Рейнольдса. Впервые рациональное объяснение этого явления было дано Прандтлем в работе [1], заложившей основу теории пограничного слоя.
Согласно теории Прандтля отрыв от гладкой поверхности твердого тела при больших числах Рейнольдса происходит в результате уменьшения скорости на внешней границе тонкого пристеночного вязкого пограничного слоя и сопровождается обращением в нуль в некоторой точке величины поверхностного трения. За этой точкой лежит область возвратных токов. Распределение скорости и давления на внешней границе пограничного слоя определяется из решения внешней задачи об обтекании тела потоком идеальной жидкости. Однако решение уравнений пограничного слоя при заданном регулярном неблагоприятном распределении градиента давления, как показали Хоуэрт [2] и Хартри [3], имеет особенность в точке нулевого поверхностного трения : т(х,) = 0 . Ландау и Лифшицем [4] впервые было установлено, что нормальная к поверхности тела составляющая вектора скорости неограниченно возрастает при подходе к этой точке. Гольдштейном [5] было получено соответствующее решение в виде координатных асимптотических разложений, а также показано, что возникающая особенность неустранима: решение краевой задачи для уравнений пограничного слоя Прандтля нельзя в общем случае непрерывно продолжить в область рециркуляционного течения.
Противоречие, возникшее в теории, удалось разрешить после того, как была осознана роль процесса взаимодействия пограничного слоя с внеш-