ВУЗ:
Составители:
61
на подкрашенную и хорошо видимую вначале прямолинейную струйку
начинают накладываться волны, распространение которых вдоль струйки
говорит о появлении возмущений в ранее спокойном прямолинейном
движении. Постепенно с ростом скорости воды число таких волн и их
амплитуда возрастают, пока, наконец, струйка не разобьется на
нерегулярные, перемешивающиеся между собой более мелкие струйки,
хаотический характер
которых позволяет судить о переходе ламинарного
движения в турбулентное. Таким образом, с возрастанием скорости
ламинарное движение теряет свою устойчивость, при этом случайные
возмущения, которые вначале вызывали лишь колебания струек
относительно устойчивого их прямолинейного положения, быстро
развиваются и приводят к новой форме движения жидкости - турбулентному
движению.
Если местная скорость
r
υ
явно зависит от времени, т.е. изменяется с
течением последнего, то движение и соответствующее ему поле скоростей
называют неустановившимся или нестационарным. Если в каждой точке
пространства вектор
r
υ имеет постоянное во времени значение, то движение
и поле скоростей будет установившимся или стационарным. Если
ламинарные течения могут быть как установившимися, так и
неустановившимися, то турбулентные течения, строго говоря, всегда
являются неустановившимися. Неупорядоченное движение частиц в
турбулентном потоке создает резкие изменения местных скоростей во
времени, называемые пульсациями скорости.
На рис. 8
приведено изменение местной
мгновенной скорости υ
х
турбулентного потока.
Видно, что местная скорость изменяется во
времени достаточно резко, однако ее значение
колеблется около некоторого среднего. Поскольку
использование в расчетах мгновенных скоростей
приводит к трудностям, вводится понятие местной
осредненной скорости:
υ
Τ
υ
Τ
xx
dt=
∫
1
0
,
где υ
х
- мгновенная местная скорость, Т - период осреднения. Такой способ
осреднения не является единственным, но благодаря простоте его широко
применяют в гидромеханике. При этом можно предположить, что для
каждого турбулентного движения существует такой достаточно большой по
сравнению с периодом турбулентных пульсаций постоянный период
осреднения Т, что сглаживание по времени приводит к осредненной
величине, при повторном сглаживании уже не изменяющейся, т.е. υυ
xx
= .
Если в результате осреднения, проведенного в данной точке в разные
моменты времени t, будут получаться одни и те же значения υ
х
, то
осредненное движение называется стационарным, а само турбулентное
движение - квазистационарным. Разницу скоростей
υ
x
и υ
x
называют
Рис.8
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- …
- следующая ›
- последняя »
