О нахождении критического числа Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода в задаче Хагена-Пуазейля

Механика жидкости, газа и плазмы


Авторы

Хатунцева О. Н.

Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва, ул. Ленина, 4А, Королев, Московская область, 141070, Россия

e-mail: Olga.Khatuntseva@rsce.ru

Аннотация

Ранее в работе [1], на основе уравнений Навье-Стокса, в которых учтено производство энтропии за счет стохастических возмущений, для задачи Хагена-Пуазейля были аналитически получены два решения: одно из которых, соответствует ламинарному режиму течения, второе – турбулентному. Они имеют небольшое отличие непосредственно у стенки трубы. Это обстоятельство позволило в данной работе аналитически, с помощью метода описания «разрывных» функций [2], найти минимальное значение числа Рейнольдса, при котором возможен переход от ламинарного к турбулентному режиму течения. Оно равно, примерно, 1970.

Ключевые слова

турбулентность, задача Хагена-Пуазеля, ламинарно-турбулентный переход, критическое число Рейнольдса, метод «разрывных» функций

Библиографический список

  1. Хатунцева О.Н. Об учете влияния стохастических возмущений на решения уравнений Навье-Стокса в задаче Хагена-Пуазейля // Труды МАИ. 2018. № 100. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=93311

  2. Хатунцева О.Н. Теоретическое определение размерности односвязных фрактальных объектов в задачах образования вязких «пальцев» и росте дендритов // Сибирский журнал вычислительной математики. 2009. Т. 12. № 2. С. 231 – 241.

  3. Ларина Е.В., Крюков И.А., Иванов И.Э. Моделирование осесимметричных струйных течений с использованием дифференциальных моделей турбулентной вязкости // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75565

  4. Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В., Третьякова О.Н. Численное моделирование взаимодействия многоблочных сверхзвуковых турбулентных струй с преградой // Труды МАИ. 2013. № 70. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=44440

  5. Кравчук М.О., Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В. Вопросы моделирования турбулентности для расчета сверхзвуковых высокотемпературных струй // Труды МАИ. 2015. № 82. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=58536

  6. Ву М.Х., Попов С.А., Рыжов Ю.А. Проблемы моделирования течения в осевых вентиляторах аэродинамических труб // Труды МАИ. 2012. № 53. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29361

  7. До С.З. Численное моделирование вихрей в течении Куэтта-Тейлора сжимаемого газа // Труды МАИ. 2014. № 75. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=49670

  8. Крупенин А.М., Мартиросов М.И. Верификация численной модели взаимодействия прямоугольной пластины с поверхностью воды // Труды МАИ. 2014. № 75. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=49676

  9. Крупенин А.М., Мартиросов М.И. Численное моделирование поведения трехслойной прямоугольной пластины при вертикальном ударе о жидкость // Труды МАИ. 2013. № 69. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=43066

  10. Махров В.П., Глущенко А.А., Юрьев А.И. Влияние гидродинамических особенностей на поведение свободной поверхности жидкости в высокоскоростном потоке // Труды МАИ. 2013. № 64. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=36423

  11. Горбатенко С.А., Махров В.П., Юрьев А.И. Об особенностях кавитационного обтекания тел большого удлинения в вертикальном потоке // Труды МАИ. 2013. № 64. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=36459

  12. Dehaeze F., Barakos G.N., Batrakov A.S., Kusyumov A.N., Mikhailov S.A. Simulation of flow around aerofoil with DES model of turbulence // Труды МАИ. 2012. № 59. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=34840

  13. Priymak V.G., Miyazaki T. Direct numerical simulation of equilibrium spatially localized structures in pipe flow // Physics of Fluids, 2004, vol. 16, no. 12, pp. 4221 – 4234.

  14. Willis A.P., Kerswell R.R. Critical behavior in the relaminarization of localized turbulence in pipe flow // Physical Review Letters, 2007, vol. 98, pp. 014501(4).

  15. Avila M., Mellibovsky F., Roland N., Hof B. Streamwise Localized Solutions at the Onset of Turbulence in Pipe Flow // Physical Review Letters, 2013, vol. 110, P. 224502.

  16. Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической устойчивости. – М.: Физмалит, 2005. – 288 с.

  17. Монин А.С., Яглом А.М. Статическая гидромеханика. – М.: Наука, Ч. 1. 1965. – 640 с.; Ч. 2. 1967. – 720 с.

  18. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974. – 712 с.

  19. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Гидродинамика. – М.: Наука, 1988. – 731 с.

  20. Павельев А.А., Решмин А.И., Тепловодский С.Х., Федосеев С.Г. О нижнем критическом числе Рейнольдса для течения в круглой трубе // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2003. № 4. C. 35 – 43.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход