![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Описание течения в до- и сверхзвуковом турбулентном пограничном слое на пластине при нулевом продольном градиенте давления в терминах законов подобия для основных гидродинамических и тепловых величин - скорости, температуры, рейнольдсовых напряжений, турбулентного потока тепла, среднеквадратичной пульсации температуры, трения и теплового потока на стенке. Вычисление коэффициентов восстановления и аналогии Рейнольдса. Разработка с этой целью асимптотической теории, главными элементами которой являются (а) условия замыкания, связывающие турбулентное касательное напряжение и турбулентный поток тепла с градиентами усредненной скорости и энтальпии, (б) специальная замена переменных в уравнениях пограничного слоя, которая позволяет искать решение задачи в виде асимптотических разложений при больших значениях логарифма числа Рейнольдса, образованного по толщине пограничного слоя, (в) решение уравнений Рейнольдса для сжимаемого газа в трех характерных областях течения (вязком подслое, логарифмическом подслое, внешней области пограничного слоя) с последующим асимптотическим сращиванием. Теория не предполагает использования каких-либо частных гипотез о характере турбулентного обмена и фактически основывается только на первых принципах. Использование полученных теоретических результатов для построения пристеночных функций, которые будут применены для расчета течения сжимаемого газа на основе двухпараметрических моделей турбулентности.
Описание течения в до- и сверхзвуковом турбулентном пограничном слое на пластине при нулевом продольном градиенте давления в терминах законов подобия для основных гидродинамических и тепловых величин - скорости, температуры, рейнольдсовых напряжений, турбулентного потока тепла, среднеквадратичной пульсации температуры, трения и теплового потока на стенке. Вычисление коэффициентов восстановления и аналогии Рейнольдса. Разработка с этой целью асимптотической теории, главными элементами которой являются (а) условия замыкания, связывающие турбулентное касательное напряжение и турбулентный поток тепла с градиентами усредненной скорости и энтальпии, (б) специальная замена переменных в уравнениях пограничного слоя, которая позволяет искать решение задачи в виде асимптотических разложений при больших значениях логарифма числа Рейнольдса, образованного по толщине пограничного слоя, (в) решение уравнений Рейнольдса для сжимаемого газа в трех характерных областях течения (вязком подслое, логарифмическом подслое, внешней области пограничного слоя) с последующим асимптотическим сращиванием. Теория не предполагает использования каких-либо частных гипотез о характере турбулентного обмена и фактически основывается только на первых принципах. Использование полученных теоретических результатов для построения пристеночных функций, которые будут применены для расчета течения сжимаемого газа на основе двухпараметрических моделей турбулентности.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Турбулентный пограничный слой на пластине в сверхзвуковом потоке. Асимптотическая структура и законы подобия. |
Результаты этапа: Для до- и сверхзвукового турбулентного пограничного слоя установлены законы подобия, которые позволяют представить профили скорости и температуры в пристеночной области в потоке сжимаемого газа через профили этих величин в несжимаемом пограничном слое. Рассматриваются все возможные случаи теплопередачи на обтекаемой поверхности~--- охлаждаемая, теплоизолированная и нагреваемая стенка. Законы подобия получены как точные асимптотические решения уравнений Рейнольдса. Малый параметр теории~--- число Маха, вычисленное по динамической скорости и энтальпии газа на стенке. Главный член асимптотики для профиля скорости соответствует известной формуле Ван Дриста. Однако полученное решение содержит еще дополнительные слагаемые порядка единицы, что объясняет расхождение формулы Ван Дриста с экспериментальными данными. Аналогичную структуру имеет закон стенки для температуры, который для сжимаемого течения сформулирован впервые. Кроме постоянной Кармана и турбулентного числа Прандтля в логарифмической области, известных для течения несжимаемой жидкости, полученные соотношения содержат три новые универсальные константы, которые не зависят от молекулярных свойств и отношения теплоемкостей газа. В дальнейшем эти постоянные будут определены путем сопоставления с экспериментальными данными. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Турбулентный пограничный слой на пластине в сверхзвуковом потоке. Асимптотическая структура и законы подобия. |
Результаты этапа: Для до- и сверхзвукового турбулентного пограничного слоя на пластине при нулевом продольном градиенте давления в случае, когда температурный фактор имеет порядок единицы (умеренные числа Маха набегающего потока), дано полное описание течения в терминах законов подобия для основных гидродинамических и тепловых величин. Установлены законы стенки для профилей скорости и температуры и законы дефекта скорости и температуры для внешней области пограничного слоя, а также законы подобия для рейнольдсовых напряжений, турбулентного потока тепла, среднеквадратичной пульсации температуры. Получены законы трения и теплопередачи и аналитические выражения для коэффициентов восстановления и аналогии Рейнольдса. Все соотношения являются точными асимптотическими решениями уравнений Рейнольдса для сжимаемого газа. Кроме констант, известных для течения несжимаемой жидкости (постоянная Кармана, турбулентное число Прандтля в логарифмической области и др.), полученные выражения содержат три новые универсальные постоянные, которые будут определены путем сопоставления с экспериментальными данными. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Турбулентный пограничный слой на пластине в сверхзвуковом потоке. Асимптотическая структура и законы подобия. |
Результаты этапа: Для до- и сверхзвукового турбулентного пограничного слоя на пластине при нулевом продольном градиенте давления в случае, когда температурный фактор имеет порядок единицы (умеренные числа Маха набегающего потока), дано полное описание течения в терминах законов подобия для основных гидродинамических и тепловых величин. Рассмотрены все возможные случаи теплопередачи на обтекаемой поверхности - охлаждаемая, теплоизолированная и нагреваемая стенка. Малый параметр теории - число Маха, вычисленное по динамической скорости и энтальпии газа на стенке. Установлены законы стенки для профилей скорости и температуры как точные асимптотические решения уравнений Рейнольдса. Главный член асимптотики для профиля скорости соответствует известной формуле Ван Дриста. Однако полученное решение содержит еще дополнительные слагаемые порядка единицы, что объясняет расхождение формулы Ван Дриста с экспериментальными данными. Аналогичную структуру имеет закон стенки для температуры, который для сжимаемого течения сформулирован впервые. Кроме постоянной Кармана и турбулентного числа Прандтля в логарифмической области, известных для течения несжимаемой жидкости, полученные соотношения содержат три новые универсальные константы, которые не зависят от молекулярных свойств и отношения теплоемкостей газа. Универсальные постоянные определены путем сопоставления с экспериментальными данными. Установлены законы дефекта скорости и температуры для внешней области пограничного слоя, а также законы подобия для рейнольдсовых напряжений, турбулентного потока тепла, среднеквадратичной пульсации температуры. Получены законы трения и теплопередачи и аналитические выражения для коэффициентов восстановления и аналогии Рейнольдса. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".