Научный отчет № 5314

Название

Тепловой турбулентный пограничный слой на пластине. Аналогия Рейнольдса и новая формулировка закона дефекта температуры.

Авторы

Вигдорович И.И.

Аннотация

Предлагается рациональная асимптотическая теория, описывающая динамический и тепловой турбулентный пограничный слой на пластине при нулевом градиенте давления. Тот факт, что течение зависит от конечного числа определяющих параметров позволяет сформулировать алгебраические условия замыкания, которые связывают турбулентное касательное напряжение и турбулентный поток тепла с градиентами усредненной скорости и температуры. В результате точного асимптотического решения уравнений пограничного слоя получены известные законы стенки для скорости и температуры и законы дефекта скорости и температуры, а также выражения для коэффициента трения, числа Стантона и аналогии Рейнольдса. Последнее позволяет дать две новые формулировки закона дефекта температуры, одна из которых полностью аналогична закону дефекта скорости и не содержит числа Стантона и турбулентного числа Прандтля, а вторая - не содержит коэффициента трения на стенке. Получен закон теплопередачи, который связывает только тепловые величины, и закон теплопередачи, справедливый во всем диапазоне молекулярного числа Прандтля. Выводы теории хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Год публикации

2016 г.

Объём

24 с.

Научный руководитель

Вигдорович И.И.

Ключевые слова

турбулентный пограничный слой, законы подобия, аналогия Рейнольдса, закон дефекта температуры, законы трения и теплообмена.