ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Количественный анализ перемежаемости течения в пристеночной области турбулентного пограничного слоя из "Турбулентный пограничный слой" Предположение о нормальном распределении пульсаций скорости в перемежающихся зонах течения находит экспериментальное подтверждение в работах [2.22-2.24], в которых с помощью метода условных выборок исследовалось перемежаемое течение турбулентной и нетурбулентной жидкости за пределами пристеночной зоны, в области внешней границы турбулентного пограничного слоя, и течение в следе за цилиндром. Это предположение использовалось и в [2.25] для расчета характеристик перемежаемого течения во внешней области турбулентного пограничного слоя. [c.127] Ниже приводится методика аналитического определения значений С уск, (/зам. о уск. о зам И 7 В зонах замедленной и ускоренной жидкости с использованием экспериментальных значений А, Е и сг к предположения о нормальном распределении амплитуд пульсаций скорости в каждой из этих зон, [2.36]. [c.127] Эту методику можно рассматривать как аналог экспериментального метода условных выборок, применяемого при изучении перемежаемого течения в области внешней границы пограничного слоя, где турбулентная и нетурбулентная формы движения жидкости относительно легко различимы. [c.127] Аи = /уск - /зам = /зам + /уск- Коэффициент перемежаемости 7 определяется как отношение доли времени, в течение которого процесс регистрируется только в зоне замедленной жидкости, ко всему времени регистрации процесса. [c.128] Система уравнений (2.7)-(2.11) является замкнутой и позволяет определить параметры перемежаемого течения i/зам, i/уск. ri, и 7 в пристеночной области турбулентного пограничного слоя. [c.129] На рис. 2.21а приведено расчетное распределение значений С/зам/ оо и С/уск/i/oo в сравнении с экспериментальным распределением осредненной скорости и/Uoo, представленным в виде сплошной линии, аппроксимирующей опытные точки на рис. 2.18 а. Видно, что распределение средней скорости в зонах замедленной и ускоренной жидкости подтверждает исходную схему течения (рис. 2.196), согласно которой профиль осредненной скорости U является результатом перемежаемости двух зон течения, имеющих разную среднюю скорость. При этом разность скоростей AU = i/уск — i/зам весьма значительна и достигает 50% от местной осредненной скорости U в окрестности у oj,. [c.129] Результаты определения коэффициента перемежаемости 7, приведенные на рис. 2.216, указывают на монотонное изменение 7, близкое к логарифмически нормальному распределению. Однако вблизи границ рассмотренной области течения значения 7 далеки от предельных значений 7=1 и 7 = 0. Это отличие 7 от 1 в непосредственной близости от стенки (7 = 0,85 при y/S = 0,003) согласуется с экспериментальными данными [2.27], свидетельствующими о том, что интенсивные вторжения ускоренной жидкости из внешней области течения проникают практически до самой стенки. На это указывают также относительно большие значения коэффициента асимметрии А функции распределения пульсаций напряжения трения на обтекаемой стенке 2.7], которые можно рассматривать как пульсации продольной составляющей скорости на малых расстояниях от стенки. [c.129] На рис. 2.21 в приведены результаты расчета уровня пульсаций скорости a /Uoo = о зам/ /оо = о-уск/Uoo В зонах замедленной и ускоренной жидкости в сравнении с опытными данными для общего уровня пульсаций r/Uoo (см. рис. 2.186), изображенными в виде сплошной кривой. Эти результаты указывают на относительно низкий уровень пульсаций скорости отдельно в каждой из зон по сравнению с опытными суммарными значениями (т/Uoo-Тот факт, что в окрестности у и л величина а имеет максимум и почти вдвое больше, чем ti, можно объяснить с помощью принятой модели течения в этой области происходит наиболее частая смена зон течения, в которых значения средней скорости отличаются в 1,5 раза (AU/U и 0,5), при этом Ai//aw 1,6. [c.129] Таким образом, описанная методика анализа вероятностных характеристик течения с использованием системы уравнений (2.7)-(2.11) является некоторым аналогом экспериментального метода условных выборок. Она позволяет выделить в пристеночной области турбулентного пограничного слоя две перемежающиеся зоны течения с разными значениями средней скорости ((Узам и (/уск) и при этом определить их значения, уровень пульсаций в этих зонах и коэффициент перемежаемости зон течения на разных расстояниях от стенки. [c.131] Вернуться к основной статье