Синергетика для инженеров. Никитенков Н.Н - 119 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

117
С точки зрения физики, турбулентное движение (течение) представляет
собой сложный волновой динамический процесс, составляющими
которого являются три вида движения: поступательное, вращательное и
деформационное. В чистом виде каждое из них встречается редко. Как
правило, они взаимосвязаны и образуют сложную интерференцию
различных конфигураций.
Наиболее простой вид движения (течения) – поступательное
прямолинейное. Для вязких жидкостей таким видом течения является
ламинарное или послойное, когда соседние линии тока параллельны.
Более сложным видом турбулентного течения является вращательное
течение, которое в теории соответствует оператору «ротор», а в
механической интерпретацией – вихрю. В качестве наглядной
интерпритации можно представить мгновенное вращение жидкой
(газообразной) сферы малого диаметра вокруг ее центра. Вихрь имеет
размерность угловой скорости и характеризует угловое перемещение
среды. Наличие вихрей в потоке может значительно усложнить общую
турбулентную картину течения.
Винтовые течения являются векторным сложением двух течений:
поступательного и вращательного (вихревого). Причем вращательное
движение может осуществляться как по закону твердого тела, так и по
законам вязкой жидкости. Для большинства реально функционирующих
приборов и конструкций этот закон близок к комбинированному:
непосредственно у оси вращения выполняются законы вращения твердого
тела, а на периферии – вязкой жидкости, что приводит к некоторому
отклонению от идеального винтового течения (например, течение за
вращающимся винтом моторной лодки).
Рассматривая различные виды вихревых течений, следует отметить
одно их общее свойство, а именно, свойство парности. В потоке жидкости
или газа вихри могут устойчиво существовать только в том случае, если
они образуют пару из двух вихрей, вращающихся в противоположном
направлении, с уравновешенными левым и правым моментами количества
движения, обладающими свойствами симметрии.
Деформационная составляющая турбулентного течения является
наиболее сложной в математическом описании и не достаточно хорошо
изучена в настоящее время. Деформационную составляющую скорости
потока можно записать в виде произведения тензора скоростей
деформаций и дифференциала радиус-вектора. При этом под скоростью
деформации понимается суммарное перемещение элемента потока в
единицу времени.
Для турбулентного потока наиболее характерным деформационным
движением является кручение. В отличие от вихревого и винтового

Страницы