В’язка взаємодія вихорових структур зі зсувною течією

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГІДРОМЕХАНІКИ

РОЗУМНЮК Наталія В’ячеславівна

УДК 532.526

В’язка взаємодія вихорових структур

зі зсувною течією

01.02.05 - механіка рідини, газу та плазми

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті гідромеханіки (ІГМ).

Національної Академії наук України.

Науковий керівник доктор фізико-математичних наук:

Воропаєв Геннадій Олександрович,

Інститут гідромеханіки НАН України, завідувач відділу гідробіоніки та керування пограничним шаром.

Офіційні опоненти доктор фізико-математичних наук, професор Приходько Олександр Анатолійович,

Дніпропетровський державний університет, завідувач кафедри технічної механіки кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Горбань Володимир Олексійович.

Інститут гідромеханіки НАН України, старший науковий співробітник

Провідна установа Національний університет імені Тараса Шевченка (м. Київ)

Захист відбудеться „11" грудня 2003р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої ради Д 26.196.01 в Інституті гідромеханіки НАН України за адресою:

03057, Київ, вул. Жедябова 8/4

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці

Інституту гідромеханіки НАН України

Автореферат розісланий „7” листопада 2003р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

д. т. н., професор Криль С.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний етап розвитку техніки та технологій потребує все більш докладних знань про складні нестаціонарні процеси, які відбуваються в рідинах, оскільки це дозволяє покращувати експлуатаційні характеристики машин та механізмів, підвищувати ефективність роботи, економити енергетичні ресурси.

В багатьох випадках гідродинамічні характеристики твердих тіл при обтіканні їх потоком в’язкої рідини визначаються параметрами пограничного шару, що утворюється на поверхні тіл. Додаткові ускладнення виникають при взаємодії пограничного шару зі збуреннями, які або вже існують в набігаючому потоку, або розвиваються внаслідок неоднорідності геометричної форми поверхні. Такі процеси є суттєво нестаціонарними, тобто основні характеристики потоку можуть зазнавати значних змін у часі, що відповідно впливає на гідродинамічні характеристики тіл.

Щоб вивчити тонкі фізичні процеси в таких течіях, потрібно мати дані не тільки про інтегральні параметри тіла в потоці та поведінку потоку в деяких місцях, а й про структуру потоку в цілому і її зміни в часі. Експериментальні дослідження нестаціонарних течій, які б коректно вивчали ці явища з достатньою точністю, є дуже складними і витратними, а теоретичний аналіз рівнянь, що їх описують, стикається зі значними математичними ускладненнями.

Тому чисельний експеримент по вивченню нестаціонарної взаємодії пограничного шару з інтенсивними збуреннями потоку та їх впливу на гідродинамічні характеристики тіл набуває важливого значення.

Багато існуючих методів чисельного аналізу течій в’язкої рідини побудовані на основі тих чи інших спрощень математичної моделі, які коректно описують поведінку потоку в певному діапазоні зміни параметрів або для певних масштабів фізичних явищ. На відміну від цього, повні нестаціонарні рівняння Нав’є-Стокса дають змогу досліджувати процеси, що відбуваються в усіх областях в’язкої течії, включаючи і пограничний шар біля поверхні тіла, і потік далеко за межами пограничного шару.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано у рамках держбюджетних тем “Вивчення взаємодії та керування різних когерентних вихрових структур в пристінних течіях ” 1998-2001г. г., шифр 1.3.7.12, “Розробка методів керування силами взаємодії між тілом та рідиною з використанням механізмів генерації когерентних структур в пристінних течіях ” 1999-2002г. г., шифр 1.10 1.5

Мета і задачі дослідження. Мета дисертаціїполягає у виявленні основних механізмів та закономірностей при взаємодії вихорових збурень, які містяться в набігаючому потоку, з пограничним шаром на поверхні твердого тіла, а також у дослідженні структури потоку та розвитку збурень у пограничному шарі при наявності крупномасштабної геометричної неоднорідності обтічної поверхні.

Для цього розв’язуються такі задачі:

розробка алгоритму та створення комплексу програм для чисельного аналізу нестаціонарного потоку в’язкої нестисливої рідини в присутності твердих границь;

дослідження взаємодії тонкої скінченої пластини з системою вихорів, що набігають з потоком рідини;

вивчення характеристик обтікання пластини при відсмоктуванні частини рідини з пограничного шару на її поверхні через відвідний канал, розташований під кутом до пластини;

виявлення структури течії на поверхні з однією або кількома послідовними виїмками різної форми в різних режимах обтікання;

вивчення впливу зміни структури течії в цих випадках на гідродинамічні параметри тіла.

Об’єктом дослідження є потік в’язкої нестисливої рідини поблизу твердої поверхні.

Предметом дослідження є структура течії і динамічні характеристики обтікання твердої поверхні при наявності неоднорідності границі або потоку.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать