Введение к работе
Актуальность темы. Турбулентное течение представляет собой наиболее распространенную Форму движения жидкости и часто встречается в подавляющем большинстве инженерных задач. Поэтому были затрачены большие усилия, чтобы попитаться пенять это очень сложное физическое явление и разработать энпирические и математические модели для его описания и надежного расчета характеристик турбулентных течений. До сих пор существовало нного моделей описания турбулентного течения. Их можно классифицировать на алгебраические модели и дифференциальные нодели. Алгебраические модели базируются на теории пути смешения, которая была заложена Л.Прандтлем. Эти нодели развиваются наиболее длительное время и иироко используются при расчетах различных течений. Дифференциальные нодели являются ноделяни с уравнениями переноса. Оки описывают турбулентные течения точнее, чей алгебраические нодели, но заметно сложнее их потому, что они содержат больпе энпирических постоянных и Функций, и еще хуже, если эти константы не универсальны.
Практика всегда требует и ждет теорию простую, дающую хорошо совпадающие с экспериментальными данными результаты. И лоэтону необходно усовершенствовать простую теорию с целью более точного описания турбулентного течения.
Положенная в основу настоящего исследования теооия В.В. Новожилова дает заметное расхождение о экспериментальными данными в узкой зоне течения вблизи стенки, а также требует выбора различных значений параметров в зависикости от рассматриваемого диапазона чисел Рейиольдса. Позгону усовершенствование этой теории для ликвидации этих недостатков представляется актуальный.
Цель диссертационной работы - усовершенствование теории В.В.Новожилова для расчета турбулентного течения в трубе и
турбулентных пограничных слоев, поиск универсальных параметров турбулентных пристенных течений.
Метод исследования. Для расчета турбулентных Пристенных точений В.В.Новожилов пренебрег ланинарным подслоен и использовал обобщенную теорию Карнана. Выбранные ин паранетры дает хорово совпадающие с экспериментальными данными результаты только в узко» диапазоне изменения чисел Рэйнольдса. Для анализа и выбора параметров дающих хорошо совпадавшие с экспериментальными данными результаты выполнены расчеты турбулентного течения в трубе с использованием обобпенных теорий Кармана и Прандтля как без учета, так и с учетом ламинарного подслоя.
Выбраны значения паранетров дающие хорошие результаты.
Выбранные параметры и конечно-разностный нетод используются для расчета турбулентных пограничных слоев.
Научная новизна и практическая ценность. Учет ламинарного подслоя и использование конечно-разностного нетода в теории В.В.Новожилова до сих пор пока еще не выполнены. Выбраны универсальные параметры точно описывающие турбулентные пристенные течения и дающие хорошо совпадающие с экспериментальными данными результаты.
Полученные результаты непосредственно могут быть использованы в инженерных расчетах.
Достоверность результатов обеспечивается строгостью используеного натеиатического аппарата, сопоставлением с результатами, известными в литературе, а так ке сравнением решений, полученных различными катодами.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на научных семинарах кафедры гидроаэромеханики Санкт-Петербургского государственного университета и кафедры гидромеханики Санкт-Петербургского морского технического университета.
Публикации. По материалу диссертации опубликовано три работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения , и списка литературы включающего 61 наименование. Общий объен диссертации составляет 161 страницу , 67 рисунков.