ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аналогия между взрывными явлениями в пристеночной области пограничного слоя и пятнами Эммонса из "Турбулентный пограничный слой" В обзорах [1.2, 1.4, 1.45, 1.86] отмечается аналогия между упорядоченными крупномасштабными структурами в турбулентном пограничном слое, связанными с мелкомасштабными взрывными явлениями, и турбулентными пятнами Эммонса, наблюдаемыми при переходе ламинарного пограничного слоя в турбулентный. Если учесть, что наиболее четкое опознавание упорядоченных структур как при визуальных, так и при термоанемометрических исследованиях удается осуществить при малых числах Рейнольдса, то можно предположить, что на ранней стадии возникновения турбулентных течений должны наблюдаться те же процессы, что и в стадии полностью развитого турбулентного течения. Это дает основание полагать, что структуру турбулентного пятна Эммонса можно рассматривать как разновидность типичной упорядоченной крупномасштабной структуры в турбулентном пограничном слое. [c.71] На рис. 1.55 приведены результаты условно-выборочных измерений распределения всех трех составляющих скорости и), ь), т) по размаху пятна Эммонса на разных расстояниях х/Ь от его передней границы (рис. 1.55а, 6, ( ) и по длине пятна на разных расстояниях г/Ь от плоскости его симметрии (рис. 1.55в,г,е). Все эти измерения проведены при одном расстоянии от стенки у/ко = 0,325. Видно, что по мере продвижения вдоль пятна по направлению к его задней кромке минимум продольной составляющей скорости (и) перемещается в область больших значений г, т. е. к краям пятна. Поперечная составляющая скорости (ад) увеличивается с ростом г, причем направлена она от плоскости симметрии к краям пятна, что связано с увеличением его ширины (6) по мере движения вниз по потоку [1.95]. Что же касается вертикальной составляющей скорости (г ), то, как видно из рис. 1.55 г, при всех значениях г наблюдается резкий отрицательный пик (г ) в начале пятна и положительный всплеск ь) в конце пятна. Форма распределения ь) по длине пятна является характерной для поперечно ориентированного вихря, причем при больших значениях г ядро этого вихря вращается как твердое тело (см. кривые для г/6 = 0,824 и 0,941 на рис. 1.55 г). [c.74] Вывод о том, что картина течения внутри турбулентного пятна имеет форму поперечного вихря, следует и из результатов определения линий тока в движущейся системе координат в предположении стационарного двумерного течения [1.94]. На рис. 1.56 в системе координат, движущейся со скоростью ис/ оо = 0,83, представлено поведение линий тока в окрестности пятна, отмеченного в виде затененного контура. В качестве скорости конвекции пятна Ос была принята скорость перемещения той точки внутри пятна (на фиксированном расстоянии от стенки), в которой значение условно осредненной скорости минимально (см. рис. 1.54а). Как показано в [1.95], форма линий тока в окрестности пятна в большой степени зависит от выбранного значения Ус/Уоо- Если учесть, что относительная скорость конвекции пятна изменяется по его длине от 0,5 до 0,9 (см. рис. 1.53), то становится понятным, насколько сложно определить единую скорость конвекции всего пятна. [c.74] На основании этих измерений в [1.97] сделан вывод о том, что турбулентное пятно Эммонса представляет собой не один, а два крупных поперечных вихря, определяющих его структуру. Однако в последующих визуальных исследованиях [1.99-1.101] подчеркивается, что пятно состоит не из одного или двух, а из множества поперечных вихрей малых размеров. Причем увеличение длины пятна по мере его движения вниз по потоку происходит за счет образования новых вихрей в кормовой части пятна вдали от стенки, где в основном происходит захват нетурбулентной жидкости. [c.76] Вернуться к основной статье