Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции
ЦАГИ им. , ИТПМ СО РАН, СПбГПУ, ИМех МГУ
Вторник, 5.11.2013. 11:00
«Площадка» в СПбГПУ, IV учебный корпус, первый (ближний к главному зданию) подъезд, второй этаж, налево и еще раз налево, железная дверь в торце коридора, на двери справа кнопка домофона
Контактное лицо в СПбГПУ – доц. каф. гидроаэродинамики ,
тел. сл. (8; тел. моб. +7 921
Тема: Неоднородные во времени турбулентные течения
Авторы: Дмитрий Юрьевич Жиленко, Ольга Эрленовна Кривоносова (Институт механики МГУ)
e-mail: jilenko@imec.msu.ru
Рассматриваются результаты экспериментального исследования турбулентных течений вязкой несжимаемой жидкости. Течения формируются в сферическом зазоре при встречном вращении сфер под действием периодического изменения скорости вращения одной из них, скорость вращения другой остается постоянной. Амплитуды и частоты модуляции малы по сравнению со средними значениями скоростей вращения сфер. Рассчитанные по средним скоростям числа Рейнольдса составляют 414 и 900 для внутренней и внешней сфер соответственно. Исходное течение при стационарных граничных условиях является периодическим. В ходе экспериментов проводилось измерение азимутальной компоненты скорости лазерным допплеровским анемометром.
Повышение амплитуды модуляции при ее постоянной частоте приводит к переходу к хаосу. Вблизи границы формирования турбулентности обнаружены три вида неоднородных во времени течений. Первый обнаружен при модуляции скорости вращения как внутренней, так и внешней сферы и представляет собой произвольное чередование во времени ламинарных и турбулентных режимов – перемежаемость типа «цикл-хаос». Второй – произвольно чередующиеся во времени турбулентные режимы с различными свойствами – перемежаемость типа «хаос-хаос». Третий режим объединяет первые два – перемежаемость типа «цикл-хаос-хаос». Второй и третий режимы наблюдаются при модуляции скорости вращения только внутренней сферы.
Рассматриваются два метода, позволяющие выделять различные по уровню турбулентности участки сигнала. Первый основан на вычислении отношения турбулентной и когерентной составляющей сигнала. Второй базируется на анализе поведения мгновенной фазы турбулентного сигнала, вычисляемой с использованием преобразования Гильберта.
Прямой трехмерный расчет для случая модуляции скорости вращения внешней сферы показал соответствие экспериментальных и численных результатов по соотношению продолжительности ламинарных и турбулентных участков. Проведенный в квазистационарном приближении анализ поведения фазовых скоростей отдельных линейных мод позволил качественно объяснить причины появления перемежаемости типа «цикл-хаос».
