Отрыв потока за выступами в канале при низких числах Рейнольдса

Экспериментальные исследования пространственно-временной и вихревой структуры течения в канале с единичным тонким поперечным и полуцилиндрическим выступом в области низких чисел Рейнольдса. Анализ информации о динамике кинематической структуры потока.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 28.03.2018
Размер файла 4,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

17

[Введите текст]

На правах рукописи

Душина Ольга Андреевна

Отрыв потока за выступами в канале при низких числах Рейнольдса

01.02.05. - Механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Казань 2010

Работа выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Казанского научного центра РАН и Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ).

Научный руководитель

доктор технических наук Молочников Валерий Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,профессор Олимпиев Вадим Владимирович

кандидат физико-математических наук, доцент Харчук Сергей Иванович

Ведущая организация

Институт теплофизики им. С.С.Кутателадзе Сибирского отделения РАН

Защита состоится «24» ноября 2010 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д_212.079.02 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420111, г.Казань, ул. К. Маркса, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева.

Электронный вариант автореферата размещен на сайте КГТУ им. А.Н. Туполева (www.kai.ru).

Автореферат разослан «21» октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент А.Г. Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На современном этапе развития общества чрезвычайно актуальными становятся вопросы энерго- и ресурсосбережения. Внедрение в промышленность энергосберегающих технологий требует создания более эффективного и менее металлоемкого энергетического оборудования. В этих условиях совершенствованию процессов передачи теплоты уделяется особое внимание. Одним из путей создания экономичных теплообменных аппаратов и систем охлаждения является использование пристенной интенсификации теплообмена. Известно, что применение интенсификаторов наиболее эффективно при низких числах Рейнольдса, соответствующих ламинарному и переходному режимам течения теплоносителя (А.И.Леонтьев, Г.А.Дрейцер, Э.К.Калинин, В.И.Терехов, В.В.Олимпиев, Ю.Ф.Гортышов, Ю.Г.Назмеев и др.). На этих режимах наибольшее увеличение коэффициента теплоотдачи при меньшем приросте гидравлического сопротивления канала (затрат на прокачку теплоносителя) позволяют обеспечить элементы дискретной шероховатости в форме поперечных выступов (А.И.Леонтьев, Ю.Г.Назмеев, Ю.Ф.Гортышов, В.В.Олимпиев, И.А.Попов и др.).

Имеющиеся данные о структуре потока за поперечными выступами в каналах на ламинарном и переходном режимах течения являются неполными и не носят систематического характера. Практически отсутствуют сведения о влиянии формы выступа на границы ламинарно-турбулентного перехода и характеристики потока в канале на переходных режимах. Нет информации о динамике вихревой структуры течения на этапах ламинарно-турбулентного перехода при отрыве потока за выступами различной формы, не выявлены основные закономерности распределения статистических характеристик гидродинамических параметров течения в отрывной области. Достоверные данные о структуре потока при обтекании поперечных выступов различной формы в каналах позволят выявить особенности механизмов интенсификации теплообмена в рассматриваемых условиях, осознанно подходить к выбору геометрических параметров элементов дискретной шероховатости и режимов работы теплообменного оборудования и, тем самым, обеспечить наибольшую его теплогидравлическую эффективность.

Таким образом, экспериментальное исследование пространственно-временной и вихревой структуры отрывного течения за элементами дискретной шероховатости в форме поперечных выступов в каналах на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода является на сегодняшний день актуальной задачей.

Цель работы: получение и обобщение экспериментальной информации о пространственно-временной и вихревой структуре течения за поперечными выступами различной формы в канале при низких числах Рейнольдса.

Задачи исследования:

- провести комплексные экспериментальные исследования пространственно-временной и вихревой структуры течения в канале с единичным тонким поперечным выступом (ребром) и полуцилиндрическим поперечным выступом в области низких чисел Рейнольдса, выполнить совместный анализ информации о динамике кинематической структуры потока и его статистических характеристиках;

- определить влияние формы выступа на значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале, вызванного отрывом потока при обтекании выступа;

- выявить особенности динамики формирования крупномасштабных вихревых структур на ранних этапах потери устойчивости слоя смешения за выступами исследуемых форм и сценарии эволюции этих структур в области присоединения потока;

- установить основные закономерности изменения статистических характеристик потока в канале за единичным тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

Научная новизна:

1. На основе сопоставления результатов экспериментальных исследований динамики кинематической структуры потока и его статистических характеристик выявлены особенности пространственно-временной и вихревой структуры потока за единичным тонким и полуцилиндрическим выступом в канале на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

2. Установлены основные закономерности формирования и эволюции крупномасштабных вихревых структур в сдвиговом слое за выступами исследуемых форм.

3. Определено влияние формы выступа на значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале, вызванного отрывом потока при обтекании выступов.

4. Выявлены основные закономерности распределения статистических характеристик течения на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

Практическая значимость. Результаты исследований позволяют проводить выбор геометрических параметров элементов дискретной шероховатости и режимов работы теплообменного оборудования для обеспечения высокой эффективности его работы. Получена новая фундаментальная информация о процессах ламинарно-турбулентного перехода при отрыве потока за элементами дискретной шероховатости во внутренних течениях.

Результаты работы использованы в отчетах по гранту Президента РФ (НШ-4334.2008.8), грантам РФФИ (07-08-00330, 09-08-00597), контракту в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Рекомендации по использованию результатов. Результаты экспериментального исследования и обобщения опытных данных, а также информация о взаимосвязи режимных характеристик потока с геометрическими параметрами выступов могут быть использованы при расчете и проектировании теплообменных аппаратов. Полученные результаты дополняют базу данных для верификации теоретических моделей и методов расчета отрывных течений в дискретно шероховатых каналах.

Автор защищает:

1. Результаты комплексных экспериментальных исследований течения в канале с единичным тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами при низких числах Рейнольдса, включающих визуализацию течения, термоанемометрические измерения скорости потока и PIV-измерения мгновенных векторных полей скорости.

2. Закономерности формирования крупномасштабных вихревых структур на ранних этапах потери устойчивости слоя смешения за выступами исследуемых форм и эволюции этих структур в области присоединения потока.

3. Данные о влиянии формы выступа на значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале, вызванного отрывом потока при обтекании выступов.

4. Обобщенные закономерности изменения статистических характеристик потока в канале за единичным тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных методик и аттестованных средств измерения физических параметров, соответствием экспериментальных результатов, полученных с помощью различных методов исследования, а также удовлетворительным согласием полученных данных с известными результатами других авторов.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертации получены лично соискателем. Соискатель самостоятельно выполнил эксперименты, обработку, анализ и обобщение полученных данных. К анализу мгновенных векторных полей скорости и завихренности потока за тонким поперечным выступом привлечены данные, полученные совместно с А.А.Паерелием. Статистическая обработка этих данных, их анализ и обобщение выполнены соискателем.

Апробация работы. Основные материалы и результаты исследований докладывались и обсуждались на XXI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», 12-14 мая 2009 г., г.Казань, Россия, XVII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в аэрокосмических технологиях» 25-29 мая 2009 г., г.Жуковский, Россия, IX и X Международной Школе-семинаре «Модели и методы аэромеханики», 2009 и 2010 гг., г.Евпатория, Украина, VII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов акад. В.Е.Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», Казань, 15-17 сентября 2010 г., итоговых научных конференциях Казанского научного центра РАН (за 2008, 2009 гг.), на аспирантских семинарах Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН в 2008-2010 гг.

Публикации. Соискатель имеет 24 печатных работы, из них 5 - в рекомендованных ВАК РФ журналах. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 печатных работах, в том числе 2 статьи - в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников, включающего 138 наименований. Объем диссертации насчитывает 166 страниц машинописного текста, включая 106 рисунков и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, отмечены ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы цель и задачи работы, перечислены основные научные результаты, которые выносятся на защиту, показан личный вклад соискателя.

В первой главе выполнен обзор имеющихся в литературе данных о структуре и характеристиках отрывных течений в каналах с элементами дискретной шероховатости. Показано, что на ламинарном и переходном режимах течения теплоносителя существует область энергетически выгодного соотношения между повышением теплоотдачи и приростом гидравлического сопротивления, причем оптимальными с точки зрения теплогидравлической эффективности пристенными интенсификаторами теплообмена в канале являются поперечные выступы (А.И.Леонтьев, Ю.Г.Назмеев, Ю.Ф.Гортышов, В.В.Олимпиев, И.А.Попов). Анализируется структура ламинарного и турбулентного течения в отрывной области за обратным уступом (R.Goldstein, B.Armaly, F.Durst, T.Lee и др.). Детально описывается структура турбулентного отрывного течения за выступом и системой выступов (B.Sunden, L.Wang, T.-M.Liou, Y.Chang). Уделяется внимание влиянию шага между выступами и формы выступов на вихревую структуру отрывного течения, гидравлическое сопротивление и теплоотдачу (В.К.Мигай, Э.К.Калинин, Г.А.Дрейцер, A.Perry, J.Cui, S.Okamoto). Рассматриваются некоторые аспекты исследований развития возмущений и перехода к турбулентности (В.В.Козлов, А.В.Довгаль, А.М.Сорокин, А.В.Бойко, Б.Ю.Занин, И.Д.Зверков и др.). Выполнен подробный анализ немногочисленных работ, посвященных ламинарному и переходному режимам обтекания выступов (D.M.McEligot, C.M.Stoots, H.Yanaoka, T.Inamura, В.В.Ларичкин, В.В.Олимпиев, Н.И.Михеев, В.М.Молочников, А.А.Паерелий), отмечается недостаток информации об указанных режимах течения в дискретно шероховатых каналах с выступами по сравнению с турбулентным режимом.

Сформулированы проблемы, связанные с изучением пространственно-временной и вихревой структуры течения в каналах с элементами дискретной шероховатости.

Во второй главе приводится описание экспериментального оборудования, на котором проводились исследования, представлены данные об объектах исследования, средствах измерения, описывается методика выполнения исследований, приводятся сведения о погрешностях методов и средств измерений.

Основными элементами экспериментальной установки (рис.1) являются рабочий участок 1, ресивер с набором критических сопл 2, вакуумный насос 6, обеспечивающий движение воздуха в тракте установки, а также измерительная система 3-5. В зависимости от вида выполняемых исследований в состав измерительной аппаратуры включаются: (а) лазер, блок управления лазером, синхронизатор и видеокамера (PIV-измерения), (б) скоростная видеокамера и устройство создания светового ножа (дымовая визуализация) или (в) термоанемометрическая аппаратура.

Рабочий участок 1 представляет собой светопрозрачный прямоугольный канал шириной 50 мм и высотой 20 мм, на широкой стенке которого на расстоянии 100 мм от входа установлен либо тонкий поперечный выступ (ребро) высотой 4 мм с острой кромкой, либо поперечный полуцилиндрический выступ радиусом 3 мм.

Глава содержит подробное описание метода PIV, используемого для получения мгновенных векторных полей скорости и завихренности потока, методики обработки данных и расчета статистических характеристик течения, методики и техники дымовой визуализации с помощью скоростной камеры и термоанемометрических измерений мгновенной локальной скорости потока в рабочем участке. Описаны используемые в работе методы анализа экспериментальных данных. Приведены диапазоны изменения режимных параметров потока: ReH = U0 Н/ = 372…8535 (Reh = U1h/ = 93…2134 для тонкого выступа и Reh = 66…1506 для полуцилиндрического выступа), где U0 - среднерасходная скорость потока на входе в канал, U1 - среднерасходная скорость в зазоре между выступом и стенкой канала, H - высота канала, h - высота выступа,  - кинематическая вязкость.

Рис. 1 - Схема экспериментальной установки

В третьей главе представлены результаты комплексного экспериментального исследования кинематической структуры течения за выступами различной формы.

Дымовая визуализация позволила получить качественную картину отрывного течения на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода, инициированного отрывом потока за тонким поперечным выступом (рис.2) или поперечным полуцилиндрическим выступом (рис.3) в диапазоне изменения числа Рейнольдса от ReH=372 до ReH=8535.

Установлено, что формирование крупномасштабных вихревых структур в сдвиговом слое за тонким выступом начинается при ReH?500 (Reh?130), а за полуцилиндрическим выступом - при ReH?1300 (Reh?230). Картина вихреобразования является квазипериодической.

Рис. 2 - Визуализация отрывного течения за тонким поперечным выступом на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода: а - ReH=372; б - 511; в - 1298

Рис. 3 - Визуализация отрывного течения за поперечным полуцилиндрическим выступом на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода: а - ReH=922; б - 1298; в - 1839

Показано, что с увеличением числа Рейнольдса частота формирования вихрей растет, а область начала вихреобразования приближается к выступу. Установлено, что при фиксированном ReH эта область совершает колебательные перемещения в продольном направлении. Амплитуда этих перемещений для тонкого выступа составляет до 3,3h, для полуцилиндрического - до 5,7h в зависимости от числа Рейнольдса. Выполнена оценка скорости конвективного переноса вихревых структур, формирующихся в слое смешения, на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода. Показано, что на начальной стадии формирования вихревых структур она составляет около 0,5...0,6U1 и увеличивается с удалением от выступа вниз по потоку до 0,75...0,8U1.

Анализ динамики кинематической структуры течения позволил выявить возможность реализации двух основных сценариев эволюции вихревых структур в области присоединения потока за выступом, которые характерны для определенных режимов течения: ReH?600…1300 (Reh?150...325) - для тонкого и ReH?1300…4240 (Reh?230...750) - для полуцилиндрического выступов. Согласно первому сценарию поперечные вихри могут перемещаться на некотором расстоянии от стенки, не взаимодействуя друг с другом. Согласно второму - вихрь, приближаясь к стенке, теряет скорость и под действием следующего за ним вихря, оказываясь между ним и стенкой, разделяется на две части, одна из которых сносится внешним потоком, а вторая попадает в зону рециркуляции (рис.4) и перемещается в сторону выступа. Возможна также ситуация, когда формирующийся поперечный вихрь, ограниченный сверху основным течением, а со стороны стенки - частью вихря, разделяющегося на две части в области присоединения, разрушается в сдвиговом слое. Показано, что, начиная с ReH?1300 для выступов обеих форм, в окрестности области присоединения потока наблюдается эффект попарного слияния вихрей.

Рис. 4 - Визуализация одного из сценариев эволюции крупномасштабных вихревых структур за тонким поперечным выступом при ReH=798; временная задержка между кадрами 20 мс

Рис. 5 - Кинематическая структура течения за тонким поперечным выступом: а - мгновенное поле скорости и завихренности при ReH=604; б - ReH=1298; в - сравнение с визуализацией одного из этапов развития сценариев эволюции поперечных вихрей

Рис.6 -  Мгновенное поле скорости и завихренности в потоке за поперечным полуцилиндрическим выступом: а - ReH=1111; б - 2954

рейнольдс поток кинематический выступ

Мгновенные векторные поля скорости U и завихренности потока z, полученные с помощью метода PIV, не только дополняют данные визуализации о динамике кинематической структуры потока, но и позволяют получить некоторую количественную оценку элементов этой структуры на различных стадиях ее формирования. Установлено, что сдвиговый слой за тонким поперечным выступом (рис.5,а,б) и полуцилиндрическим выступом (рис.6) характеризуется повышенной завихренностью, ее значение растет с увеличением числа Рейнольдса. В формирующихся на некотором расстоянии от выступа крупномасштабных поперечных вихрях наблюдаются области, в которых значение завихренности z имеет разные знаки. С удалением от выступа линейный масштаб вихрей возрастает.

Четвертая глава посвящена анализу статистических характеристик течения, полученных на основе термоанемометрических измерений мгновенных локальных значений скорости потока и многократных PIV измерений мгновенных векторных полей скорости потока за выступами в канале.

Установлено, что первые признаки потери устойчивости за тонким выступом на оси канала наблюдаются уже при ReH?510, что выражается в появлении на соответствующих осциллограммах низкочастотных пульсаций скорости, амплитуда которых растет с увеличением числа Рейнольдса (рис.7,а). Именно этот режим, по данным визуализации потока, характеризуется началом формирования крупномасштабных поперечных вихрей в сдвиговом слое на расстоянии приблизительно 9h от выступа. В случае с полуцилиндрическим выступом на оси канала и в области присоединения потока признаки потери устойчивости течения были зафиксированы, начиная лишь с ReH?1300 (рис.7, б, в), что по данным визуализации также соответствует началу формирования поперечных вихревых структур.

Установлено, что максимумы в спектрах пульсаций скорости за выступами на оси канала и вблизи стенки в основном соответствуют частотам формирования вихрей, определенным по результатам визуализации. Так, для тонкого выступа при ReH=604 эта частота составляет около 15 Гц, для полуцилиндрического при ReH=1839 - 60 Гц (рис.8). Смещение максимума в сторону низких частот в пристенной области за тонким выступом может быть обусловлено периодическими продольными перемещениями области начала формирования вихрей, в связи с чем датчик скорости в отдельные моменты времени находился выше этой области и фиксировал не все вихревые структуры. Максимумы в спектрах в области низких частот обусловлены, по-видимому, периодическим сносом в основной поток целых или части вихрей при их разделении согласно описанным в главе 3 сценариям поведения вихревых структур, а также низкочастотными колебаниями области начала формирования вихрей.

Рис. 7 - Осциллограммы продольной компоненты скорости потока: а - тонкий выступ, ось; б - полуцилиндрический выступ, ось; в - полуцилиндрический выступ, сдвиговый слой

На основе обработки результатов PIV-измерений установлены некоторые закономерности распределения статистических характеристик скорости потока за выступом в условиях ламинарно-турбулентного перехода. Показано, что непосредственно за выступом в канале формируется зона с равномерным профилем скорости (более широкая в случае полуцилиндрического выступа) (рис.9,а и 10,а), которая несколько размывается вниз по потоку. Уровень вторых моментов пульсаций скорости <uu> и <uv> возрастает с увеличением ReH. Положение максимумов <uu> и <uv> относительно нижней стенки

Рис. 8 - Спектры продольных пульсаций скорости потока в канале: а - за тонким выступом при ReH=604; б - за полуцилиндрическим выступом при ReH=1839

а

б

в

Рис. 9 - Статистические характеристики отрывного течения за тонким поперечным выступом в канале при ReH=1298: а - профили продольной скорости Ux/U0; б - профили корреляций пульсаций скорости <uu>/U02; в - профили корреляций пульсаций скорости -<uv>/U02

а

б

в

Рис. 10 - Статистические характеристики отрывного течения за поперечным полуцилиндрическим выступом в канале при ReH=1298; обозначения см. на рис.9 за тонким (рис.9,б,в) и полуцилиндрическим (рис.10,б,в) выступами изменяется в направлении потока

Характер этого изменения зависит от формы выступа и числа Рейнольдса. В целом, для тонкого выступа значения корреляций выше (приблизительно в 1,5...2 раза), чем для полуцилиндрического, а их локальные максимумы расположены дальше от стенки канала, на которой установлен выступ (1,5...2h для тонкого выступа по сравнению с 1...1,5h - для полуцилиндрического).

Установлено положение максимальных значений вторых моментов <uu> и <uv> относительно точки присоединения потока (XR). Показано, что для тонкого выступа они располагаются в пределах рециркуляционной области левее точки присоединения и практически не меняют своего положения по продольной координате (рис.11). В случае полуцилиндрического выступа (рис.12) максимумы корреляций <uv> во всем диапазоне исследованных режимов находятся ниже по потоку от точки присоединения, а для максимумов <uu> характерно смещение вверх по потоку от XR, начиная с ReH=1298.

Рис. 11 - Положение максимумов корреляций относительно точки присоединения потока за тонким поперечным выступом в плоскости симметрии канала: а - <uu>/U02; б - -<uv>/U02

Рис. 12 - Положение максимумов корреляций относительно точки присоединения потока за поперечным полуцилиндрическим выступом в плоскости симметрии канала. Обозначения см. на рис.11

Величина максимумов растет с увеличением числа Рейнольдса. Для тонкого выступа величины максимумов <uu> и <uv> уже при ReH=1298 приближаются к известным в литературе значениям, полученным для турбулентного обтекания выступов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате совместного анализа экспериментальной информации о динамике кинематической структуры течения, мгновенных векторных полях скорости потока, его локальных и распределенных статистических характеристиках получены новые закономерности пространственно-временной и вихревой структуры потока в канале за тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами при низких числах Рейнольдса (ReH=372...8535).

2. Выявлено влияние формы поперечного выступа на критическое значение числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале, при котором в слое смешения за выступом начинается формирование крупномасштабных поперечных вихревых структур. Показано, что для тонкого выступа (ребра) это значение составляет ReH?500 (Reh?130), а для полуцилиндрического выступа ReH?1300 (Reh? 230).

3. Выявлено два наиболее вероятных сценария эволюции крупных вихрей в области присоединения потока. Для каждой формы выступа определен диапазон чисел Рейнольдса, в пределах которого реализуются эти сценарии. Показано, что, начиная с ReH?1300 для выступов обеих форм в окрестности области присоединения потока наблюдается эффект попарного слияния вихрей.

4. По результатам визуализации и спектрального анализа данных термоанемометрических измерений скорости потока выполнена оценка частоты формирования вихревых структур в слое смешения. Получена зависимость этой частоты от числа Рейнольдса.

5. Установлено, что область начала формирования крупномасштабных вихревых структур в слое смешения совершает низкочастотные колебания в продольном направлении. Для обеих форм выступа определены закономерности изменения частоты и амплитуды этих колебаний от числа Рейнольдса.

6. Выполнена оценка скорости переноса крупномасштабных вихревых структур, формирующихся в слое смешения на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода. Показано, что на начальной стадии формирования вихрей она составляет 0,5..0,6 скорости потока в зазоре между выступом и противоположной стенкой канала и увеличивается с удалением от выступа.

7. На основе PIV-измерений получены основные закономерности распределения статистических характеристик скорости потока в канале за выступами исследуемых форм. Выявлены основные отличия в уровне вторых моментов пульсаций скорости <uu> и <uv>, положении их локальных максимумов по высоте канала и по продольной координате для тонкого и полуцилиндрического выступов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Душина О.А. Исследование применимости пакета FLUENT к моделированию дозвуковых отрывных течений / Молочников В.М., Михеев Н.И., Душина О.А. // Теплофизика и аэромеханика. 2009. - Т.16, №3. С.387-394.

2. Душина О.А. Структура потока за выступом в канале в условиях ламинарно-турбулентного перехода / Душина О.А., Молочников В.М., Паерелий А.А., Михеев Н.И., Леманов В.В. // Теплофизика и аэромеханика. 2010.- Т.17, №3. С. 349-361.

3. Душина О.А. Управление ламинарно-турбулентным переходом для интенсификации теплообмена в каналах с элементами дискретной шероховатости / Душина О.А., Молочников В.М., Михеев Н.И., Паерелий А.А., Леманов В.В. // Тепловые процессы в технике. 2009 - №10. С.410-415.

4. Душина О.А. Расчетно-экспериментальное исследование ламинарного отрывного течения за ребром / Душина О.А., Паерелий А.А. // Сборник материалов XXI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» г.Казань, 12-14 мая 2009 г. - Казань: Изд-во «Отечество», 2009. Ч.2.С.40-41.

5. Душина О.А. Использование пакета Fluent для моделирования отрывных течений / Душина О.А., Михеев Н.И., Молочников В.М. // Труды XVII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в аэрокосмических технологиях» г.Жуковский, 25-29 мая 2009 г. - М.: Издательский дом МЭИ. Т.1. 2009.- С.78-81.

6. Душина О.А. Управление ламинарно-турбулентным переходом для интенсификации теплообмена в каналах с элементами дискретной шероховатости / Душина О.А., Молочников В.М., Михеев Н.И., Паерелий А.А., Леманов В.В. // Труды XVII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в аэрокосмических технологиях» г. Жуковский, 25-29 мая 2009 г. - М.: Издательский дом МЭИ. Т.2. 2009.- С.48-51.

7. Душина О.А. Проблема моделирования отрывных течений в пакете Fluent / Душина О.А., Молочников В.М. // Модели и методы аэродинамики. Материалы Девятой Международной школы-семинара, г. Евпатория, Украина, 4-13 июня 2009 г. - М.: МЦНМО. 2009. - С.72-74.

8. Душина О.А. PIV-измерения параметров потока за ребром в канале на ламинарном, переходном и турбулентном режимах течения / Душина О.А., Молочников В.М., Паерелий А.А. // Модели и методы аэродинамики. Материалы Девятой Международной школы-семинара, г. Евпатория, Украина, 4-13 июня 2009 г. - М.: МЦНМО. 2009. - С.74-75.

9 Душина О.А. Ламинарно-турбулентный переход в каналах с элементами дискретной шероховатости различной формы / Молочников В.М., Михеев Н.И., Паерелий А.А., Душина О.А. // Модели и методы аэродинамики. Материалы Десятой Международной школы-семинара, г.Евпатория, Украина, 3-12 июня 2010 г. - М.: МЦНМО. 2010. - С.117-118.

10. Душина О.А. Визуализация отрывного течения за выступом в канале в условиях ламинарно-турбулентного перехода / Паерелий А.А., Душина О.А. // Материалы VII Школы-семинара молодых ученых и специалистов акад. РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», г.Казань, 15-17 сентября 2010 г.- Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 2010. - C.210-213.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Демонстрация режимов течения жидкости и экспериментальное определение критических чисел Рейнольдса для труб круглого сечения. Структура и основные элементы установки Рейнольдса, ее функциональные особенности и назначение, определение параметров.

    лабораторная работа [29,2 K], добавлен 19.05.2011

  • Гидродинамическая и тепловая стабилизация потока жидкости в трубе. Уравнение подобия для конвективной теплоотдачи. Теплоотдача к жидкости в кольцевом канале. Критические значения чисел Рейнольдса для изогнутых труб. Поправка на шероховатость трубы.

    презентация [162,4 K], добавлен 18.10.2013

  • Методы практического исследования потока в неподвижных криволинейных каналах. Определение потерь механической энергии при движении потока в них. Сравнение значения коэффициента потери энергии установки, полученного экспериментальным путем с теоретическим.

    лабораторная работа [139,4 K], добавлен 13.03.2011

  • Исследование предмета и задач физики низких температур – раздела физики, занимающегося изучением физических свойств систем, находящихся при низких температурах. Методы получения низких температур: испарение жидкостей, дросселирование, эффект Пельтье.

    курсовая работа [75,8 K], добавлен 22.06.2012

  • Анализ и особенности распределения поверхностных сил по поверхности жидкости. Общая характеристика уравнения Бернулли, его графическое изображение для потока реальной жидкости. Относительные уравнение гидростатики как частный случай уравнения Бернулли.

    реферат [310,4 K], добавлен 18.05.2010

  • Физика низких температур. Низкотемпературные проблемы и возможности сжижения газов. Интенсивность тепловых движений. Свойства газов и жидкостей при низких температурах. Получение низких температур. Сверхтекучесть и другие свойства жидкого гелия.

    курсовая работа [988,1 K], добавлен 16.08.2012

  • Сопло Лаваля как техническое приспособление, служащее для ускорения газового потока. Рассмотрение основных особенностей построения графика газодинамических функций давления, скорости. Этапы расчета параметров течения воздушного потока в сопле Лаваля.

    контрольная работа [394,1 K], добавлен 10.01.2013

  • Исследование кристаллической структуры поверхности с помощью рентгеновских и электронных пучков. Дифракция электронов низких и медленных энергий (ДЭНЭ, ДМЭ), параметры. Тепловые колебания решетки, фактор Дебая-Валлера. Реализация ДЭНЭ, применение метода.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 08.06.2012

  • Понятие термодинамической температуры. Способы получения низких температур. Принцип работы холодильника. История изобретения холодильных аппаратов и достижений в получении низких температур. Метод получения сверхнизких температур, магнитное охлаждение.

    реферат [21,8 K], добавлен 10.07.2013

  • Теневой метод и шлирен-метод визуализации Тёплера. Экспериментальная аэродинамическая сверхзвуковая установка для оптического исследования потока. Конструкция аэродинамической трубы. Создание кратковременного сверхзвукового или гиперзвукового потока газа.

    лабораторная работа [1,3 M], добавлен 19.09.2014

  • Характеристика турбулентного режима течения, определение ее зависимости от числа Рейнольдса. Значения абсолютной и эквивалентной шероховатости труб из некоторых материалов. Режимы течения в гидравлически гладких трубах, описание специальной установки.

    реферат [347,2 K], добавлен 18.05.2010

  • Определение линейного теплового потока методом последовательных приближений. Определение температуры стенки со стороны воды и температуры между слоями. График изменения температуры при теплопередаче. Число Рейнольдса и Нусельта для газов и воды.

    контрольная работа [397,9 K], добавлен 18.03.2013

  • Определение числовых значений объёмного, массового и весового расхода воды, специфических характеристик режима движения, числа Рейнольдса водного потока, особенности вычисления величины гидравлического радиуса трубопровода в условиях подачи воды.

    задача [25,1 K], добавлен 03.06.2010

  • Расчет газодинамических параметров. Визуализация распределения скорости в прямом тракте газовода. Основные показатели статического давления при заданной высоте канала. Асимметрия распределения давления. Число Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля, Стантона.

    курсовая работа [15,1 M], добавлен 10.01.2015

  • Порядок построения профиля канала переменного сечения. Методика расчета параметров газового потока. Основные этапы определения силы воздействия потока на камеру и тяги камеры при разных вариантах газового потока. Построение графиков изменения параметров.

    курсовая работа [446,2 K], добавлен 18.11.2010

  • Идеальная жидкость как жидкость без внутреннего трения. Безнапорное движение - движение жидкости в канале. Решение дифференциальных уравнений Навье-Стокса. Преобразование Лапласа для временных и преобразование Фурье для пространственных переменных.

    курсовая работа [220,9 K], добавлен 09.11.2011

  • Расчеты газового потока в камере ракетного двигателя на сверхзвуковых и дозвуковых режимах, со скачками и без скачков уплотнения. Определение значений сил взаимодействия потока со стенками камеры и тяги двигателя. Расчет скоростей газового потока.

    курсовая работа [616,3 K], добавлен 27.02.2015

  • Единицы измерения вязкости жидкости. Формула Пуазейля. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Критические явления в магнетизме. Кровяное давление. Геодинамо и магнитные полюса. Сверхбыстрые дождевые капли. Законы жидкого кратерообразования.

    презентация [858,5 K], добавлен 29.09.2013

  • Гипотезы монополя Дирака. Магнитный заряд электрона, который тождественен кванту магнитного потока, наблюдаемого в условиях сверхпроводимости. Анализ эффекта квантования магнитного потока. Закон Кулона: взаимодействие электрического и магнитного заряда.

    статья [205,4 K], добавлен 09.12.2010

  • Назначение, устройство и действие клапана. Определение площадей проходных сечений. Построение графической зависимости коэффициента расхода рабочей щели основного клапана от числа Рейнольдса и гидродинамической силы от открытия рабочей щели клапана.

    курсовая работа [468,5 K], добавлен 08.05.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.