Моделирование турбулентных течений. Белов И.А - 20 стр.

                                                                              20

    Различные области ТПС отличаются друг от друга разномасштабностью вихре-
вых (когерентных) структур.
    Цепочка вращающихся в противоположных направлениях продольных вихрей
плотно покрывает гладкую стенку. Эти вихри подвержены колебаниям вблизи стенки
и в свою очередь порождают низкоскоростные поперечные к потоку жгуты. В эволю-
ции жгутов можно выделить следующие фазы: формирования, подъема, колебания
и разрушения. Последовательность последних трех фаз принято называть вспле-
ском. Выше низкоскоростных продольных вихрей, но все еще достаточно близко к
стенке находится слой, постоянно разрушаемый всплесками. По некоторым данным,
всплески дают порядка 70% рейнольдсовых напряжений. Характерным элементом
внутренней области являются также мелкомасштабные поперечные вихри большой
энергии. Эти вихри частично заполняют буферную область и полностью участок ло-
гарифмического профиля скорости. Основными элементами внешней области ТПС
являются крупномасштабные поперечные вихревые структуры с характерными раз-
мерами порядка толщины слоя и «типичные» вихри с большой энергией в области
перемежаемости. Очевидно, что даже схематизированное представление о структу-
ре ТПС являет собой достаточно сложную и не до конца изученную картину взаимо-
действия структурных элементов.
    На рис.4 показан типичный профиль скорости в ТПС, развивающемся на плоской
пластине без градиента давления. Величина y + выражает обезразмеренное рас-
стояние от стенки.




                                     Рис.4

   Показаны три участка разбиения профиля: вязкий подслой, логарифмический
слой и слой следа. Логарифмический слой определяется как близкая к стенке часть
ТПС, где напряжения, обусловленные молекулярной вязкостью, пренебрежимо ма-
лы по сравнению с рейнольдсовыми напряжениями, а также незначительны инерци-
альные, конвективные члены. Эта область пролегает между y + = 30 и y = 0.1î ,
где î à толщина ТПС, а y + на верхней границе зависит от числа Рейнольдса. Инте-
ресно отметить, что закон стенки имеет место в логарифмическом слое. Вязкий под-