Моделирование турбулентных течений. Белов И.А - 30 стр.

                                                                             30

    Данный подход позволяет описать формирование элементов структуры пере-
ходного пограничного слоя от начала перехода (ламинарный режим) до его оконча-
ния (турбулентный режим). На переходном участке формируются элементы внут-
ренней области ТПС: вязкий подслой, буферная область и участок логарифмическо-
го профиля скорости. Внешняя область ТПС изначально структурно «родственна»
внешней области ламинарного слоя (слой постоянной вязкости).
    На рис. 7 представлена динамика формирования элементов структуры переход-
ного пограничного слоя от профиля Блаузиса (кривая 1) до турбулентного режима
(кривая 6). Показано, что формирование логарифмического участка профиля скоро-
сти начинается по достижении локального значения турбулентного числа Рейнольд-
са порядка 13, при котором турбулентная вязкость на порядок превосходит молеку-
лярную, независимо от уровня внешней турбулентности. При этом структура пере-
ходного слоя приобретает черты развитого ТПС (вязкий подслой, переходная об-
ласть, область логарифмического профиля скорости, области следа и перемежае-
мости).

       4.5. Тестирование алгебраических моделей. Область применимости

    Большое внимание в области моделирования турбулентности направлено на
тестирование моделей и определение границ их применимости. Эта работа прово-
дится как отдельными исследователями, так и в рамках специальных международ-
ных программ, координируемых Стэнфордским университетом, Европейской комис-
сией по развитию научных исследований и Европейским сообществом по течениям,
турбулентности и горению (ERCOFTAC). Значительный вклад в решение данной
проблемы внесли три Стэнфордские международные конференции (1968, 1980 и
1990гг.), получившие неофициальное название «олимпиад моделей турбулентно-
сти» [ 5 ]. Под эгидой ERCOFTAC регулярно проводятся специализированные меж-
дународные рабочие семинары, на которых обсуждаются результаты расчетов, по-
лученные участниками при использовании одних и тех же моделей для так называе-
мых «тестовых течений», т.е. выбранных экспериментов, для которых получены
наиболее надежные и полные характеристики. Обычно к их числу относятся инте-
гральные характеристики течений (например, сопротивление и подъемная сила), ло-
кальные данные по давлению, трению и теплопередаче на обтекаемой поверхности.

                                                                   Таблица 4.1

  №         Источник                    Характеристика течения
  1     Hunt, Joubert, 1979    Установившееся течение в криволинейном
                                           канале R1/R0=0.99
   2    Eskinazi, Yeh, 1954    Установившееся течение в криволинейном
                                            канале R1/R0=0.9
   3      Wallendorf, 1935     Установившееся течение в криволинейном
                                            канале R1/R0=0.8
   4     Smith, Townsend,     Течение Куэтта между соосными цилиндрами
               1982                             R1/R0=2/3
   5       Wendl, 1933        Течение Куэтта между соосными цилиндрами
                                            R1/R0=0.68÷0.935
   6     Johnston, Halleen,    Установившееся течение во вращающемся
           Lezius, 1972                   канале R0=0.05÷0.2
   7       Kristoffersen,      Установившееся течение во вращающемся
          Anderson, 1993               канале (DNS) R0=0.05÷0.5