Турбулентное течение презентация

20

Re = 140

поверхности

Понятие турбулентности

упорядоченного движения.

Когерентные структуры – это крупные, относительно упорядоченные структуры. Характерны для большинства турбулентных течений.

Упорядоченное
течение

облака

в потоке как крупных (когерентных) структур, так и очень мелких хаотичных структур.

растяжения вихрей создается непрерывное распределение хаотических пульсаций параметров потока в интервале длин волн от минимальных, определяемых вязкими силами, до максимальных, определяемых граничными условиями течения. [П. Брэдшоу]

и хаотично.
Диффузность
В турбулентном течении диффузия выше, чем в ламинарном.
Высокое число Рейнольдса
Турбулентное течение встречается при высоких числах Рейнольдса.
Трехмерность
Турбулентность всегда трехмерна.
Диссипативность
Энергия наиболее мелких вихрей переходит в тепло.
Неразрывность
Размер наиболее мелких вихрей намного больше длины свободного пробега молекул среды.
Эти вихри могут быть рассмотрены в рамках механики сплошной среды.

временем релаксации, непригодна для измерения турбулентных потоков.

Измерения

инерционность, высокая чувствительность и точность, компактность прибора

и скорости движения скорости частиц в потоке (размер частиц 0,5…20 мкм).

Измеряя сдвиг частоты рассеянного света определяется скорость частиц (которая равна скорости потока).

картина

t1

t2

Коэффициент перемежаемости:

Перемежаемость – явление чередования ламинарной и турбулентной форм движения.

например, однородного потока или неподвижной среды.

хаотические пульсации основных газодинамических переменных: давления, температуры, плотности, скорости и т.д.

2. Пульсации (в первую очередь скорости) обеспечивают перенос импульса, энергии и т.д. Этот перенос намного превосходит молекулярный перенос.

3. Происходит существенное изменение всех основных характеристик течения.

4. При расчете нельзя игнорировать влияние турбулентности.

Напряжение трения на стенке в пограничном слое

течений

переход при проведении расчетов?

Первым вопросом занимается теория динамического хаоса – один из основных разделов синергетики (науки о самоорганизации).
Неустойчивость – признак того, что такая форма движения не может больше существовать. Должна появится новая форма движения.

Изменение структуры течения при различных числах Рейнольдса

Стационарное
безотрывное

Стационарное
отрывное

Нестационарное
упорядоченное

Турбулентное

значение, упорядоченное стационарное движение газов и жидкостей (ламинарное движение) теряет устойчивость и становится турбулентным.

в рассматриваемом течении. Конвекция дестабилизирует течение, а вязкие силы стабилизируют.
Объемные силы также могут стабилизировать или дестабилизировать течение:
Температурная стратификация;
Центробежная сила.

Увеличение числа Рейнольдса (превышение Reкр)

Потеря устойчивости

Развитие пульсаций

Переход к развитому
турбулентному режиму течения

Потеря устойчивости потока зависит от вида течения, так и множества других факторов.
Не существует «универсального» числа Рейнольдса перехода.
Вопросами определения границ устойчивости занимается теория устойчивости.

в пограничный слой)