Научный отчет № 5076

Название

Гидродинамическая устойчивость, турбулентность и проблемы осреднения. Теория и эксперимент.

Авторы

Жиленко Д.Ю., Кривоносова О.Э.

Аннотация

Рассматриваются турбулентные течения вязкой несжимаемой жидкости, формирующиеся под действием встречного вращения границ в широком сферическом слое с толщиной, равной радиусу внутренней сферы. Экспериментально исследовались режимы, образующиеся как при постоянной угловой скорости вращения внешней сферы и увеличении скорости вращения внутренней, так и при синхронном увеличении скоростей вращения обеих границ. Прямым расчетом получены усредненная меридиональная циркуляция и профили пульсаций всех компонент скорости в первом случае. Показано, что в этом случае турбулентные режимы вблизи границы своего формирования и в эксперименте, и в расчете характеризуются сплошным спектром пульсаций скорости. При переходе от ламинарного к хаотическому режиму величина корреляционной размерности увеличивается скачком и при дальнейшем увеличении числа Рейнольдса характеризуется слабой нелинейной зависимостью от последнего. Экспериментальные исследования турбулентных режимов течения вблизи порога образования при синхронном увеличении скоростей вращения обеих границ исследовались экспериментально. Показано, что их характеристики существенно отличаются от характеристик турбулентных режимов, формирующихся в первом случае. Спектр пульсаций скорости во втором случае содержит отдельные гармоники, корреляционная размерность возрастает монотонно при увеличении чисел Рейнольдса. Таким образом, показано, что при различных законах изменения управляющих параметров, в рассматриваемом случае двух чисел Рейнольдса, возможно формирование турбулентных режимов с разными свойствами.

Год публикации

2010 г.

Объём

80 с.

Научный руководитель

Никитин Н.В., Жиленко Д.Ю.

Ключевые слова

сферическое течение Куэтта, турбулентные режимы, спектр пульсаций скорости, корреляционная размерность, граничные условия, эксперимент, прямой расчет.