Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. Часть I. Фрик П.Г. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

6
ýêñïåðèìåíòàëüíîãî íàáëþäåíèÿ õàîòèçàöèè êîíâåêòèâíîãî òå÷åíèÿ â
çàìêíóòîé ïîëîñòè.
 òðåòüåé ãëàâå íà÷èíàåòñÿ çíàêîìñòâî ñ ìåòîäàìè îïèñàíèÿ ðàçâè-
òîé òóðáóëåíòíîñòè, à èìåííî, ñ èñòîðè÷åñêè ïåðâûì è íàèáîëåå ðàçâèòûì
ïîäõîäîì ê îïèñàíèþ òóðáóëåíòíûõ ïîòîêîâ. Ýòî ïîäõîä Ðåéíîëüäñà è
âûðîñøèå èç íåãî ìíîãî÷èñëåííûå ïîëóýìïèðè÷åñêèå ìîäåëè òóðáóëåíò-
íîñòè. Íà÷èíàåòñÿ ãëàâà ñ îïðåäåëåíèÿ ñòàòèñòè÷åñêèõ ìîìåíòîâ ñëó÷àé-
íûõ ïîëåé, õàðàêòåðèçóþùèõ òóðáóëåíòíûé ïîòîê. Äàëåå äàí âûâîä óðàâ-
íåíèÿ Ðåéíîëüäñà äëÿ ñðåäíèõ ïîëåé è îáñóæäàþòñÿ âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ
ïîÿâëåíèåì â óðàâíåíèÿõ òåíçîðà íàïðÿæåíèé Ðåéíîëüäñà. Ïîêàçàíî, êàê
ïîëó÷àåòñÿ öåïî÷êà óðàâíåíèé Ôðèäìàíàåëëåðà è ôîðìóëèðóåòñÿ ïðî-
áëåìà çàìûêàíèÿ. Ðàçãîâîð î ïóòÿõ ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû íà÷èíàåòñÿ ñ
îïèñàíèÿ ãèïîòåçû Áóññèíåñêà äëÿ òåíçîðà íàïðÿæåíèé, îïðåäåëåíèÿ ïîíÿ-
òèÿ òóðáóëåíòíîé âÿçêîñòè, îïèñàíèÿ è îáñóæäåíèÿ ìîäåëè ïóòè ñìåøåíèÿ
Ïðàíäòëÿ. Â ïîñëåäóþùèõ ïàðàãðàôàõ ðàññìîòðåíû áîëåå ñëîæíûå ìîäå-
ëè: ìîäåëè ïåðåíîñà òóðáóëåíòíîé âÿçêîñòè è äâóõïàðàìåòðè÷åñêèå ìîäåëè
òèïà
e
-
k ìîäåëè. Ïîëóýìïèðè÷åñêèì ìîäåëÿì â ïðåäëàãàåìîì êóðñå ëåê-
öèé óäåëåíî ñðàâíèòåëüíî ñêðîìíîå ìåñòî ïî äâóì ïðè÷èíàì. Âîåðâûõ,
èìåííî ýòîò ïîäõîä íàèáîëåå ïîëíî îñâåùåí â ëèòåðàòóðå è ìîæåò áûòü
ñâîáîäíî èçó÷åí ïî ó÷åáíèêàì. Âî-âòîðûõ, îñíîâíîé öåëüþ äàííîãî êóðñà
ÿâëÿåòñÿ çíàêîìñòâî ñ ìåòîäàìè èçó÷åíèÿ ñâîéñòâ ìåëêîìàñøòàáíîé òóð-
áóëåíòíîñòè (îäíîðîäíîé èçîòðîïíîé òóðáóëåíòíîñòè), êîòîðàÿ êàê ðàç è
îñòàåòñÿ çà ïîëåì çðåíèÿ ïîëóýìïèðè÷åñêèõ ìîäåëåé. Ïîýòîìó îïèñàíèå
ýòèõ ïîäõîäîâ íåîáõîäèìî òîëüêî äëÿ îáùåãî çíàêîìñòâà ñ èäåîëîãèåé ìå-
òîäà, äàþùåãî âîçìîæíîñòü ññûëàòüñÿ íà íåãî â äàëüíåéøåì è ïðîâîäèòü
íåîáõîäèìûå ñðàâíåíèÿ.
6



ýêñïåðèìåíòàëüíîãî íàáëþ äåíèÿ õàîòèçàöèè êîíâåêòèâíîãî òå÷åíèÿ â
çàìêíóòîé ïîëîñòè.
       òðåòüåé ãëàâå íà÷èíàåòñÿ çíàêîìñòâî ñ ìåòîäàìè îïèñàíèÿ ðàçâè-
òîé òóðáóëåíòíîñòè, à èìåííî, ñ èñòîðè÷åñêè ïåðâûì è íàèáîëåå ðàçâèòûì
ïîäõîäîì ê îïèñàíèþ òóðáóëåíòíûõ ïîòîêîâ. Ýòî ïîäõîä Ðåéíîëüäñà è
âûðîñø èå èç íåãî ìíîãî÷èñëåííûå ïîëóýìïèðè÷åñêèå ìîäåëè òóðáóëåíò-
íîñòè. Í à÷èíàåòñÿ ãëàâà ñ îïðåäåëåíèÿ ñòàòèñòè÷åñêèõ ìîìåíòîâ ñëó÷àé-
íûõ ïîëåé, õàðàêòåðèçóþ ù èõ òóðáóëåíòíûé ïîòîê. Äàëåå äàí âûâîä óðàâ-
íåíèÿ Ðåéíîëüäñà äëÿ ñðåäíèõ ïîëåé è îáñóæäàþòñÿ âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ
ïîÿâëåíèåì â óðàâíåíèÿõ òåíçîðà íàïðÿæåíèé Ðåéíîëüäñà. Ï îêàçàíî, êàê
ïîëó÷àåòñÿ öåïî÷êà óðàâíåíèé Ô ðèäìàíà-Êåëëåðà è ôîðìóëèðóåòñÿ ïðî-
áëåìà çàìûêàíèÿ. Ðàçãîâîð î ïóòÿõ ðåø åíèÿ ýòîé ïðîáëåìû íà÷èíàåòñÿ ñ
îïèñàíèÿ ãèïîòåçû Áóññèíåñêà äëÿ òåíçîðà íàïðÿæåíèé, îïðåäåëåíèÿ ïîíÿ-
òèÿ òóðáóëåíòíîé âÿçêîñòè, îïèñàíèÿ è îáñóæäåíèÿ ìîäåëè ïóòè ñìåø åíèÿ
Ï ðàíäòëÿ. Â ïîñëåäóþ ù èõ ïàðàãðàôàõ ðàññìîòðåíû áîëåå ñëîæíûå ìîäå-
ëè: ìîäåëè ïåðåíîñà òóðáóëåíòíîé âÿçêîñòè è äâóõïàðàìåòðè÷åñêèåìîäåëè
òèïà k - e ìîäåëè. Ï îëóýìïèðè÷åñêèì ìîäåëÿì â ïðåäëàãàåìîì êóðñå ëåê-
öèé óäåëåíî ñðàâíèòåëüíî ñêðîìíîå ìåñòî ïî äâóì ïðè÷èíàì. Âî-ïåðâûõ,
èìåííî ýòîò ïîäõîä íàèáîëåå ïîëíî îñâåù åí â ëèòåðàòóðå è ìîæåò áûòü
ñâîáîäíî èçó÷åí ïî ó÷åáíèêàì. Âî-âòîðûõ, îñíîâíîé öåëüþ äàííîãî êóðñà
ÿâëÿåòñÿ çíàêîìñòâî ñ ìåòîäàìè èçó÷åíèÿ ñâîéñòâ ìåëêîìàñø òàáíîé òóð-
áóëåíòíîñòè (îäíîðîäíîé èçîòðîïíîé òóðáóëåíòíîñòè), êîòîðàÿ êàê ðàç è
îñòàåòñÿ çà ïîëåì çðåíèÿ ïîëóýìïèðè÷åñêèõ ìîäåëåé. Ï îýòîìó îïèñàíèå
ýòèõ ïîäõîäîâ íåîáõîäèìî òîëüêî äëÿ îáù åãî çíàêîìñòâà ñ èäåîëîãèåé ìå-
òîäà, äàþ ù åãî âîçìîæíîñòü ññûëàòüñÿ íà íåãî â äàëüíåéø åì è ïðîâîäèòü
íåîáõîäèìûåñðàâíåíèÿ.