ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Список основных обозначений из "Возникновение турбулентности в пристенных течениях" Проблема возникновения турбулентности в течениях жидкостей и газов на протяжении уже более столетия вызывает большой интерес исследователей. Во-первых, это обусловлено необходимостью решения практических задач, связанных, например, с задачами управления пограничным слоем с целью снижения сопротивления летательных и плавательных аппаратов и расчета их аэродинамических характеристик (рис. В.1). Во-вторых, изучение процесса возникновения турбулентности является составной частью более общей фундаментальной проблемы описания турбулентности. [c.8] Если говорить о строгой теории ламинарно-турбулентного перехода, то адекватный формальный аппарат должен позволить описать в первую очередь эволюцию неустойчивости — ее возникновение (возбуждение), развитие, наблюдаемый развал ламинарного потока и окончательный переход течения к развитому турбулентному режиму. Решение задачи перехода в такой полной постановке связано с большими математическими трудностями, поэтому сложный единой процесс условно разбивается на ряд характерных стадий, которым в пространстве соответствуют определенные области перехода, изучаемые на основе различных упрощенных моделей. [c.9] Таким образом, процесс перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентное состояние при малой интенсивности внешних возмущений можно условно разделить на три основных этапа генерацию волн пограничного слоя, их усиление по законам линейной теории и нелинейное разрушение ламинарного режима течения. Каждому из них в перечисленной последовательности соответствует характерная область в пространстве по мере возрастания расстояния от передней кромки модели. Последняя, нелинейная, область процесса перехода относительно малопротяженная и характер ее в значительной степени определяется свойствами исходного течения, внешних возмущений и процессами, происходящими в предыдущих двух областях. В соответствии с этим термин процесс перехода к турбулентности или эквивалентный ему возникновение турбулентности мы будем понимать в широком смысле как совокупность всех явлений, ответственных за разрушение ламинарного режима течения и образование турбулентного пограничного слоя. [c.11] Описанная последовательность стадий перехода схематически показана на рис. В.2, а. Как видно, переход ламинарного течения в турбулентное в пограничном слое представляет собой непрерывный процесс, начиная от возбуждения малых возмущений и кончая установлением развитого турбулентного течения со своим характерным профилем средней скорости и внутренней структурой. [c.11] К каждой из этих классификаций необходимо добавить самый первый этап, который может оказать определяющее влияние на все последующие, — этап возбуждения волн Толлмина — Шлихтинга внешними возмущениями. Характерно, что в них совпадают начальный (линейный) и конечный (окончательная турбулизация) этапы возникновения турбулентности. Отличия заключаются в классификации существенно нелинейных стадий перехода, что является, конечно, отражением не только собственных взглядов авторов, но и многообразия процессов, происходящих в малопротяженной, но чрезвычайно сложной области нелинейного, трехмерного разрушения ламинарного режима. [c.12] В данной монографии предпринята попытка дать целостное представление о различных аспектах процесса возникновения турбулентности в сдвиговых течениях. В первых двух главах даются современные основы теории устойчивости квазипараллельных течений и проводится сопоставление экспериментальных и теоретических данных, гл. 3 и 4 посвящены описанию восприимчивости и поздних стадий перехода соответственно, гл. 5 и 6 — применению развитых подходов к переходу при повышенной степени турбулентности набегающего потока и отрывным течениям, а гл. 7 — способам управления процесса перехода от ламинарного течения к турбулентному состоянию. Предметом обсуждения являются течения несжимаемой жидкости, главным образом переход к турбулентности в пограничных слоях и каналах, которые в настоящее время исследованы сравнительно подробно. [c.14] Случай сверхзвуковых потоков более сложен, труднее поддается как теоретическому, так и экспериментальному исследованию и поэтому значительно менее изучен. Состояние исследований процессов развития возмущений при сверхзвуковых скоростях подробно освещено в монографии С.А. Гапонова и A.A. Маслова [1980] и других источниках. [c.14] Вернуться к основной статье