Альбом течений жидкости и газа - Ван-Дайк М.
Скачать (прямая ссылка):
вой нож демонстрирует структуру течения на расстоянии 5,8 м вниз по потоку, где число Рейнольдса, рассчитанное по толщине потери импульса, равно примерно 4000. [Falco, 1977]
94
159. Подслой турбулентного пограничного слоя. Взвесь алюминиевых частиц в потоке воды позволяет видеть полоски (области ускоренного и замедленного движений) внутри подслоя турбулентного пограничного слоя на плоской пластинке. Зеркало используется для одновременного получения вида сбоку. [Cantwell, Coles, Dimotakis, 1978]
160. Деталь подслоя. Снятый крупным планом дым в турбулентном пограничном слое на полу аэродинамической трубы обнаруживает «карманы» и полоски в вязком подслое. [Falco, 1980]
161. Структура турбулентного пограничного слоя.
Последовательные срезы картины течения вблизи плоской пластинки в гидродинамической трубе визуализируются с помощью мелких водородных пузырьков, испускаемых периодически тонкой платиновой проволочкой, видимой слева.
Безразмерная высота у+ = yujv расположения проволочки над пластинкой представлена через «переменные стенки», где их = (xw/p)1/2- ско-
рость трения. Характерные полоски, соответствующие малым и высоким скоростям, ясно видимые в вязком подслое при у+ = 2,1, становятся менее заметными дальше от поверхности и исчезают в логарифмической области при _у+=101. Видно, что в области следа, при у+ =407, турбулентность имеет перемежающийся характер и больший масштаб. [Kline, Reynolds, Schraub, Run-stadler, 1967]
162. «Типичный вихрь» в турбулентном пограничном слое. Масляный туман освещается лазерным световым ножом, чтобы показать сбоку нижние две трети турбулентного пограничного слоя. Структура типа вихревого кольца справа чуть ниже и правее центра снимка, напоминающая разрезанный и наклонившийся влево гриб, дает пример того, что Фалько назвал «типичным вихрем». Его размеры соответствуют скорее пристеночному масштабу длины (фото 161), чем толщине пограничного слоя. Фото R. Е. Falco
163. Косые поперечные сечения турбулентного по- (правые снимки). Число Рейнольдса, рассчитанное
граничного слоя. Течение рассматривается спереди по толщине потери импульса, равно 600 для верх-
и визуализируется дымом, освещаемым световым ней пары снимков и 9400-для нижней. [Head,
ножом, который имеет наклон 45° вниз по потоку Bandyopadhyay, 1981]
от стенки (левые снимки) и 45° вверх по потоку
7-839
164. Эффекты сильных градиентов давления. При
сильном благоприятном градиенте давления (верхний снимок) турбулентный пограничный слой растягивается и в конечном итоге реламинаризует-
ся; при сильном обратном градиенте (нижний снимок) слой утолщается и отрывается. Фото R. Е. Falco. [Head, 1982]
165. Турбулентный пограничный слой, набегающий на цилиндр. Когда турбулентный пограничный слой обтекает круговой цилиндр, установленный нормально к стенке, вихри во внешней области подвергаются быстрому искажению, а в области отрыва образуется перемежающаяся обратная струя. На фото 92 показано аналогичное течение с ламинарным пограничным слоем. Фото R. Е. Falco
166. Турбулентная струя воды. Индуцированная лазером флуоресценция показывает картину внедрения жидкой струи в окружающую жидкость в плоскости симметрии осесимметричной водяной струи, направляемой сверху вниз в воду. Число
Рейнольдса равно приблизительно 2300. Пространственная разрешающая способность достаточна, чтобы выявить колмогоровский масштаб в нижней половине снимка. [Dimotakis, Lye, Papan-toniou, 1981]
99
167. Дозвуковая струя, становящаяся турбулентной. Струя воздуха из сопла диаметром 5 см вытекает в окружающий воздух со скоростью 12 м/с. Ламинарная поверхность раздела становится не-
устойчивой, как и на фото 102, и в конечном итоге вся струя становится турбулентной. [Bradshaw, Ferriss, Johnson, 1964)
168. Сверхзвуковая струя, становящаяся турбулентной. При числе Маха 1,8 слегка перерасширен-ная круглая струя воздуха приспосабливается к окружающему воздуху через последовательность
косых и прямых ударных волн. Следы структуры с бриллиантообразными формами сохраняются и после того, как струя становится турбулентной. [Oertel, 1975]
100
169. Захват жидкости плоской турбулентной струей. Длительная выдержка при съемке позволяет видеть осреднен-ное течение для случая плоской струи подкрашенной воды, вытекающей в неподвижную воду со скоростью 100 см/с. Мелкие пузырьки воздуха маркируют линии тока медленного движения, индуцируемого струей в окружающей воде. Фото ONERA. [Werle, 1974]
170. Захват жидкости осесимметричной турбулентной струей. Турбулентная струя подкрашенной воды вытекает из трубы диаметром 9 мм при скорости 200 см/с. В согласии с теорией пограничного слоя линии тока, маркируемые воздушными пузырьками в воде вне струи, представляют собой параболоиды вращения или параболы в плоском случае, показанном на предыдущем снимке. Фото ONERA. [Werle, 1974]
171. Плоская турбулентная струя, истекающая через щель в стенке. Струя чистой воды, вытекающей со скоростью 30 м/с через длинную щель в стенке, первоначально ламинарна. После перехода к турбулентности сама струя становится примерно такой же, как на фото 169, однако течение в окружающей воде из-за наличия стенки оказывается совершенно иным. Фото ONERA. [Werle,
