Нелинейные механизмы порождения турбулентности в пограничных слоях

• Автор: Бородулин, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 463 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений и условных обозначений
Введение
Часть 1. Проблема возникновения турбулентности и методы её экспериментального изучения
Глава 1. Актуальные вопросы в исследовании ламинарно-
турбулентного перехода в пограничных слоях
1.1. Краткий обзор исследований перехода к турбулентности
1.2. Круг задач настоящей работы
Глава 2. Экспериментальные методы изучения
перехода к турбулентности в пограничном слое
2.1. Установки, использованные в настоящей работе
2.1.1. Малотурбулентная аэродинамическая труба
Т-324 ИТПМ СО РАН
2.1.2. Малотурбулентная аэродинамическая труба Института аэродинамики и газодинамики
Штуттгартского университета
2.1.3. Гидродинамический канал Пекинского университета аэронавтики и астронавтики
2.2. Термоанемометрия для исследования дозвуковых
переходных течений
2.2.1. Учёт собственного дрейфа термоанемометра.
Простой и эффективный метод разделения компонент вектора скорости при измерениях двухниточным датчиком •

2.2.2. Коррекция показаний термоанемометра для учёта дрейфа параметров атмосферы и установки
2.2.3. Особенности осреднения по ансамблю на поздних стадиях перехода к турбулентности
2.2.4. Особенности измерения профилей скорости
по нормали к стенке
2.3. Экспериментальные модели
2.3.1. Плоская пластина
2.3.2. Экспериментальная реализация автомодельного течения
с постоянным отрицательным параметром Хартри
2.3.3. Модель скользящего крыла
2.4. Источник контролируемых возмущений пограничного слоя
2.5. Модифицированный метод водородных пузырьков
2.6. Метод детерминированной турбулентности
2.7. О размерных параметрах и точности измерений
2.8. Главные методические достижения работы
Часть II. Линейные и слабонелинейные стадии перехода к турбулентности в пограничных слоях
Глава 3. Линейные стадии процесса перехода к турбулентности
в пограничном слое скользящего крыла
3.1. Предшествующие экспериментальные и теоретические исследования перехода к турбулентности в пограничном слое скользящего крыла. Несовпадения с расчётами
3.2. Постановка эксперимента и обработка результатов
3.2.1. Экспериментальная модель
3.2.2. Источники возмущений
3.2.3. Режимы измерений

3.2.4. Разложение волновых цугов на нормальные
наклонные моды
3.2.5. Расчёты Крауча
3.3. Структура среднего течения
3.3.1. Потенциальное течение
3.3.2. Пограничный слой
3.4. Вводимые возмущения
3.4.1. Волновые цуги
3.4.2. Нормальные моды, вводимые линейным источником
3.5. Характеристики устойчивости нормальных мод
3.5.1. Собственные функции
3.5.2. Продольные волновые числа и углы распространения
3.5.3. Скорости нарастания
3.5.4. Фазовые скорости
3.6. Результаты главы
Глава 4. Резонансные взаимодействия волн неустойчивости в автомодельном пограничном слое
с неблагоприятным градиентом давления
4.1. Постановка задачи
4.2. Экспериментальная установка и характеристики
основного течения
4.3. Начальные возмущения
4.3.1. Выбор резонансных поперечных волновых чисел
4.3.2. Режимы измерений
4.4. Случай точно настроенных резонансов
4.4.1. Осциллограммы и спектры пульсаций скорости
4.4.2. Собственные функции возмущений
4.4.3. Трёхмерность возмущений
4.4.4. Эволюция мод неустойчивости вниз по потоку
Глава

имеем право, начав с опорной точки, скорректировать U(x), а затем и U(z), используя их общие точки для сшивки.
Описанная процедура во многих случаях может оказаться избыточной по точности. Но при измерениях нескольких компонент скорости, например, двухниточным датчиком, даже однопроцентный дрейф показаний приводит к драматическим последствиям. Как оказалось, изложенный выше метод легко может быть распространён и на многониточные измерения.
Мы предполагаем, что линеаризованый сигнал термоанемометра Е можно представить в виде Е = kCf( Теперь введём индексы 1 и 2 для двух нитей датчика. В каждой точке измерений мы будем иметь два соотношения: £; = kjC-f((p), i= 1,2. Итого, два уравнения для четырёх неизвестных, к, к2, С и ср. Чтобы решить эту систему, добавим к ней ещё пару уравнений: Ею = kiCof(