Научный отчет № 5125

Название

Автомодельный турбулентный пограничный слой с градиентом давления, четыре режима течения.

Авторы

Вигдорович И.И.

Аннотация

Исследованы автомодельные течения несжимаемой жидкости в турбулентном пограничном слое, когда скорость набегающего потока задана как степенная, с показателем m, функция продольной координаты. Автомодельная постановка не только упрощает решение, сводя уравнения движения к обыкновенным дифференциальным уравнениям, но и позволяет сформулировать условия замыкания задачи. Показано, что для рассматриваемого класса течений, зависящих от трех определяющих параметров, безразмерный путь смешения во внешней области есть функция относительного расстояния до стенки и показателя m, а в пристеночной области - универсальная функция локального числа Рейнольдса, причем последний вывод справедлив и при обращении в нуль трения на стенке. В расчетах эта функция полагалась не зависящей от градиента давления, что дает результаты очень близкие к экспериментальным данным. Существуют четыре различных автомодельных режима течения. Каждому режиму отвечает свой параметр подобия, одним из которых является известный параметр равновесия Клаузера, а три других установлены впервые. При неблагоприятном градиенте давления, когда показатель степени m лежит в некотором диапазоне, зависящем от числа Рейнольдса, задача имеет два решения с разными значениями толщины пограничного слоя и трения на стенке, что указывает на возможность гистерезиса в предотрывном течении. Результаты теории находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными.

Год публикации

2011 г.

Объём

61 с.

Научный руководитель

Вигдорович И.И.

Ключевые слова

автомодельный турбулентный пограничный слой, градиент давления, отрыв.