Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А




PDF просмотр
НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
страница1/50
Дата конвертации21.03.2013
Размер0.65 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   50
Министерство образования Российской Федерации
Балтийский государственный технический университет “Военмех”
И.А. БЕЛОВ,     С.А. ИСАЕВ
МОДЕЛИРОВАНИЕ
ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2001

2
УДК 532.517.4
Б 43
Моделирование  турбулентных  течений:  Учебное  пособие / И.А.  Белов,  С.А.
Исаев, Балт. гос. техн. ун-т. СПб., 2001. 108 с.

Дан структурный анализ одного из важнейших направлений в исследовании турбулентных те-
чений, связанного с конструированием моделей турбулентности. Представлена классификация моде-
лей и охарактеризованы наиболее известные их представители на ряде примеров. Преимуществен-
ное внимание уделено вопросам применения моделей турбулентности в рамках сложившихся вычис-
лительных  технологий.  В  этом  плане  данный  материал  является  приложением  к  руководствам  для
известных пакетов прикладных программ (например, FLOW3D, PHOENICS, FIRE, FLUENT и др.).
Предназначено для студентов и аспирантов, проходящих подготовку в области механики жид-
кости, газа и плазмы. Полезно для обучающихся и специалистов по теплофизике, энергетике и дру-
гим смежным дисциплинам.
Ил. 41. Табл.9. Библиогр.: 30 назв.
Рецензенты:  кафедра  аэродинамики  и  динамики  полета  Академии  гражданской  авиации
(зав.каф.,канд.техн.наук, проф. Ю.И.Матвеев), д-р физ. - мат.наук, проф. В.А.Сосинович
Утверждено
редакционно-издательским
советом БГТУ
© БГТУ, СПб., 2001

3
Посвящается
Исааку Павловичу Гинзбургу
ВВЕДЕНИЕ
Физические аспекты моделирования турбулентности
1.  Турбулентность  как  составная  часть  курсов  по  аэрогидромеханике.  Не-
меркнущая  актуальность.  Точка  приложения  ума  титанов.  Каталоги  моделей,
включенных в пакеты прикладных программ.

Турбулентность с позиций современной аэрогидромеханики представляет впол-
не сложившуюся область знаний,  содержащую полезные для инженерной практики
сведения.  В  настоящее  время  широко  распространенные  программно-технические
комплексы (иначе, коды или пакеты прикладных программ) невозможно представить
без  надлежащего  каталога  моделей  турбулентности  различного  уровня  сложности.
Несмотря  на  значительные  успехи  в  разработке  моделей,  теоретические  конструк-
ции  турбулентности  как  фундаментальной  науки  еще  далеки  от  своей  завершенно-
сти. Так, в 1998г. в Оксфорде на международном семинаре по проблемам вычисли-
тельной  гидродинамики моделирование турбулентности (а именно, прямое числен-
ное  моделирование  и  моделирование  крупными  вихрями)  было  признано  одним  из
трех актуальных научных направлений (вместе с решением сопряженных задач аэ-
ромеханики  и  проблем  окружающей  среды).  Следует  подчеркнуть,  что  на  протяже-
нии  полутора  минувших  столетий  многие  выдающиеся  умы  аэрогидромехаников
внесли свой вклад в эволюцию взглядов на турбулентность и сегодня, на этапе ин-
дустриального развития вычислительной гидродинамики десятки и сотни тысяч спе-
циалистов  во  всем  мире  занимаются  расчетами  различных  турбулентных  течений.
Конечно, в данном курсе невозможно отразить все многообразие теории турбулент-
ности (этому посвящены, например, обширные монографии Хинце [ 1 ], А.С.Монина
и А.М. Яглома [ 2 ] и др.), как впрочем, и исчерпывающим образом представить все
разработки в области моделей турбулентности. Тем не менее, преобладающее вни-
мание здесь уделено принципам конструирования моделей и их наиболее употреби-
тельным конкретным примерам.
2.  Ламинарные  и  турбулентные  течения.  Переход.  Критическое  число  Рей-
нольдса. Пример - течение в трубе.
Наиболее  характерные  признаки  и  особенности  турбулентных  течений  легче
всего продемонстрировать на историческом примере − течении в круглой трубе.
Экспериментальное исследование установившегося  потока  жидкости  с  постоян-
ной  плотностью  ú  и  вязкостью  ö   в  круглой  горизонтальной  трубе  диаметром  d
проводится  в  широком  диапазоне  изменения  числа  Рейнольдса,  определенного  по
среднемассовой   скорости U .  Re = úUd/ö . За счет сил вязкого трения на длине
трубы  L   давление  падает  от  величины  p1   до  p2.  Поскольку  расход  жидкости  по
длине  трубы  неизменен,  то  из  условия  равновесия  сил  давления  и  трения  следует
выражение для среднего касательного напряжения на стенках трубы:
üw = 1/4 d (p1 à p2)/L,
а коэффициент вязкого трения определяется как cf = üw/(1/2úU2).
Визуализация картины течения в трубе с помощью окрашенной струйки жидкости
показывает, что при низких числах Рейнольдса (до 2000) течение имеет плавный ха-
рактер,  когда  струйки тока  распространяются  на  большие  расстояния,  не  смешива-
ясь  друг  с  другом  (рис.1,а).  Такой  режим  течения  называется  ламинарным  (слои-
стым). С ростом числа  Re движение жидкости становится неустойчивым и струйки
тока  эпизодически  размываются  (рис.1,б).  Такой  режим  определяется  как  переход-
ный. И, наконец, как отметил О.Рейнольдс в 1883г., развивающийся по трубе поток
характеризуется интенсивным перемешиванием и струйка жидкости превращается в
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   50

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
Керножицкий В. А., Бызов Л. Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт гос тех ун-т, спб., 2002. – с

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Житомир 2001 удк 33: 007. Основы экономической кибернетики. Учебное пособие. Житомир: ипст. 1998г. (В электронном виде)
Учебное пособие «Основы экономической кибернетики» составлено по материалам книги: Экономическая кибернетика: Учебное пособие; Донецкий...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2012 удк 316. 722 (075. 8) Кутыкова И. В. Культура и цивилизация в контексте истории [Текст] : учебное пособие / И. В. Кутыкова спб спбгти (ТУ), 2012. 56 с. Учебное пособие знакомит с содержанием понятий «культура»
Учебное пособие предназначено для студентов второго курса всех специальностей и первого курса экономического факультета дневной,...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Башмаков, В. И. Химия элементов. Часть I. S-элементы [Текст]: учебное пособие / С. А. Симанова, Т. Б. Пахомова, Е. А. Александрова....

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconФилософия учебное пособие Москва • «Логос» • 2001 удк 1(091)
К19 Философия: Учебное пособие для студентов высших и средних специальных учебных заведений.— М.: Логос, 2001.— 272 с.: ил. Isbn...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconФилософия учебное пособие Москва • «Логос» • 2001 удк 1(091)
К19 Философия: Учебное пособие для студентов выс­ших и средних специальных учебных заведений.— М.: Логос, 2001.— 272 с.: ил. Isbn...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург
Учебное пособие соответствует дисциплинам опд ф10 «Сети ЭВМ и телекоммуникации» государственного общеобразовательного стандарта направления...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница