|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Турбулентное течение | Турбулентное течение (далее Т) (от лат. turbulentus — бурный, беспорядочный), форма течения жидкости или газа, при которой их элементы совершают неупорядоченные, неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущихся жидкости или газа (см. Турбулентность). Наиболее детально изучены Т в трубах, каналах, пограничных слоях около обтекаемых жидкостью или газом твердых тел, а также так называемых свободные Т — струи, следы за движущимися относительно жидкости или газа твердыми телами и зоны перемешивания между потоками разной скорости, не разделенными какими-либо твердыми стенками. Т отличаются от соответствующих ламинарных течений как своей сложной внутренней структурой (рис. 1), так и распределением осредненной скорости по сечению потока и интегральными характеристиками — зависимостью средней по сечению или максимальной скорости, расхода, а также коэффициента сопротивления от Рейнольдса числа . Профиль осредненной скорости Т в трубах или каналах отличается от параболического профиля соответствующего ламинарного течения более быстрым возрастанием скорости у стенок и меньшей кривизной в центральной части течения (рис. 2). За исключением тонкого слоя около стенки профиль скорости описывается логарифмическим законом (то есть скорость линейно зависит от логарифма расстояния до стенки). Коэффициент сопротивления l= 8tw /rv2cp (где tw — напряжение трения на стенке, r — плотность жидкости, vcp — ее скорость, средняя по сечению потока) связан с соотношением
l–1/2=(1/ xÖ8 ) (l1/2 ) + ,
где x и В — числовые постоянные.
В отличие от ламинарных пограничных слоев, турбулентный пограничный слой обычно имеет отчетливую границу, беспорядочно колеблющуюся со временем (в пределах 0,4 d — 1,2 d, где d — расстояние от стенки, на котором осредненная скорость равна 0,99 v, a v — скорость вне пограничного слоя). Профиль осредненной скорости в пристенной части турбулентного пограничного слоя описывается логарифмическим законом, а во внешней части скорость растет с удалением от стенки быстрее, чем по логарифмическому закону. Зависимость l от здесь имеет вид, аналогичный указанному выше.
Струи, следы и зоны перемешивания обладают приблизительно автомодельностью: в каждом сечении х = const любого из этих Т на не слишком малых расстояниях х от начального сечения можно ввести такие масштабы длины и скорости L (x) и v (x), что безразмерные статистические характеристики гидродинамических полей (в частности, профили осредненной скорости), полученные при применении этих масштабов, будут одинаковыми во всех сечениях.
В случае свободных Т область пространства, занятая завихренным Т, в каждый момент времени имеет четкую, но очень неправильную форму границ, вне которых течение потенциально. Зона перемежающейся турбулентности оказывается здесь значительно более широкой, чем в пограничных слоях.
Лит. см. при ст. Турбулентность.
А. С. Монин.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
