Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Применение метода Себиси — Смита для расчета
турбулентного пограничного слоя в сжимаемом потоке с учетом теплообмена

В современной инженерной практике для расчета турбулентного пограничного слоя в сжимаемом потоке с учетом теплообмена широко применяются различные модификации метода Себиси — Смита, в котором существенным образом использованы идеи Прандтля и Клаузера для описания внутренней и внешней областей турбулентного пограничного слоя. В этом методе во внутренней части слоя на гладкой поверхности кинематическую турбулентную вязкость предлагается описывать формулой

Здесь нижний индекс «внутр» означает, что величина εт.внутр относится к внутренней части турбулентного пограничного слоя 0 ≤ y ≤ yc где уc — граница внутренней области, которая будет определена позже. Зависимость величины l от поперечной координаты описывается формулой

l = Ky (1 - exp (-y / A))
где К — коэффициент, K = 0,4; А — постоянная длина демпфирования, которая определяется зависимостями

Если через обтекаемую поверхность нет вдува (υ*w = 0), то

N = (1 - 11,8p*)1/2.

Если нет вдува и отсутствует продольный градиент давления (dp / dx = 0), то N = l, A = 26υ/uτ В формулу (15.16) входит γп — коэффициент перемежаемости, учитывающий расстояние рассматриваемого сечения х от точки перехода хп. Этот коэффициент определяется соотношением

Здесь коэффициент G рассчитывается по формуле

G = 8,33 * 104(U³e/υ²)Rex-1,34.
Коэффициент γ учитывает перемежающийся характер турбулентности на внешней границе пограничного слоя,

γ = (1 + 5,5(y/yо)6)-1,
где у0 — координата точки у, в которой u/Ue — 0,995.

Во внешней части слоя кинематическая турбулентная вязкость описывается другой формулой:

при yс ≤ у ≤ δ. Нижний индекс «внешн» означает, что это выражение относится к внешней части турбулентного пограничного слоя. Иначе эту формулу можно записать так:
εт.внеш = αUeδ*γпγ

Как и в формуле Клаузера (15.13), постоянная α при Reδ** ≥ 5000 принимается равной 0,0168, а при более низких значениях Reδ**
α = 0,0168 [1,55/(1+П)],

где

Граница между внутренней и внешней областями турбулентного пограничного слоя находится в точке у=уc, где εт.внутр = εт.внеш. Для определения положения точки перехода хп может быть использована формула Мишеля (15.1) или какой-либо другой метод.

Рассчитанная по методу Себиси — Смита кинематическая турбулентная вязкость используется в уравнениях турбулентного пограничного слоя в частных производных, которые обычно решаются численно конечно-разностным методом. Результаты расчетов турбулентного пограничного слоя согласуются с экспериментальными данными в тех областях определяющих параметров, где справедливы использованные в данном методе эмпирические зависимости.


 

Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору!
Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник.
Яндекс.Метрика