Определение критических параметров потока при течениях Пуазейля, Куэтта и Тейлора — Куэтта
Авторы: Кондратьев А.С., Огородник К.Ф.
Опубликовано в выпуске: #6(102)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-6-1985
Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы
Для определения критических параметров потока ньютоновской жидкости при переходе ламинарного режима течения жидкости в турбулентное как альтернативного определения критического числа Рейнольдса при течениях Пуазейля и Куэтта в цилиндрическом, коаксиальном и плоском каналах представлено математическое обоснование способа Дои, приводящее к более простым расчетным соотношениям при сохранении исходных представлений о физических условиях перехода. Получены новые расчетные выражения для определения критического числа Дои при обобщенном течении Пуазейля — Куэтта в плоском канале. Приведены аналитические выражения для расчета критических параметров при течении Тейлора — Куэтта, аппроксимирующие экспериментальные результаты для критических чисел Рейнольдса Re и расчетные значения критических чисел Дои.
Литература
[1] Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. Москва, Наука, 1974, 712 с.
[2] Дразин Ф. Введение в теорию гидродинамической устойчивости. Москва, Физматлит, 2005, 288 с.
[3] Макаров К.А. О физическом смысле числа Рейнольдса и других критериях гидродинамического подобия. Инженерный журнал: наука и инновации, 2014, вып. 1. DOI: 10.18698/2308-6033-2014-1-1185
[4] Айвазян О.М. Универсальный энергетический критерий устойчивости равномерных ламинарных течений вязкой несжимаемой жидкости. Москва; Ижевск, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» ИКИ, 2008, 128 с.
[5] Dou H.S., Khoo B.C., Tsai H.M. Determining the critical condition for flow transition in a full-developed annulus flow. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2010, vol. 73 (1–2), pp. 41–47.
[6] Кондратьев А.С., Овсянников В.М., Олофинский Е.П., Cтепин Б.С., Чиненков И.А. Транспортирование водоугольных суспензий: гидродинамика и температурный режим. Москва, Недра, 1988, 213 с.
[7] Dou H.S. Mechanism of flow instability and transition to turbulent. International Journal of Non-Linear Mechanics, 2006, vol. 41, рр. 512–517.
[8] Dou H.S., Khoo B.C. Mechanism of wall turbulence in boundary layer flows. Modern Physics Letters B, 2009, vol. 23 (3), рр. 457–460.
[9] Dou H.S., Khoo B.C. Criteria of turbulent transition in parallel flow. Modern Physics Letters B, 2010, vol. 24 (13), рр. 1437–1440.
[10] Dou H.S., Khoo B.C. Investigation of turbulent transition in plane Couette flows using energy gradient method. Advances in Applied Mathematics and Mechanics Journal, 2011, vol. 3 (2), рр. 165–180.
[11] Mukund V., Hof B. The critical point of the transition to turbulence in pipe flow. Journal of Fluid Mechanics, 2018, vol. 839, рр. 76–94.
[12] Trefethen L.N., Trefethen A.E., Reddy S.C., Driscoll T.A. Hydrodynamic stabi-lity without Eigen values. Science, 1993, vol. 261, рр. 578–584.
[13] Grossmann S. The onset of shear flow turbulence. Reviews of modern physics, 2000, vol. 72, рр. 603–618.
[14] Dou H.S., Khoo B.C., Yeo K.S. Energy loss distribution in the plane Couette flow and the Taylor — Couette flow between concentric rotating cylinders. International Journal of Thermal Science, 2007, vol. 46, no. 2, рр. 262–275.
[15] До С.З. Структура сжимаемых вихревых течений Куэтта — Тейлора. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Москва, МФТИ, 2014, 104 с.
[16] Dou H.S., Khoo B.C., Yeo K.S. Instability of Taylor — Couette flow between concentric rotating cylinders. International Journal of Thermal Science, 2008, vol. 47, no. 11, рр. 1422–1435.
[17] Dou H.S. Physics of flow instability and turbulent transition in shear flows. International Journal of Physical Science, 2011, March, vol. 6 (6), рр. 1411–1425.