1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика жидкости и газа
  4. № 6, 2023

Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2023, № 6, стр. 67-74

ПРИСТЕННЫЕ ЛАМИНАРНЫЕ ЗАКРУЧЕННЫЕ СТРУИ

А. М. Гайфуллин a, *, А. С. Щеглов a, **

a Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского
Жуковский, Россия

* E-mail: gaifullin@tsagi.ru
** E-mail: shcheglov@phystech.edu

Поступила в редакцию 05.06.2023
После доработки 20.06.2023
Принята к публикации 25.06.2023

Аннотация

Рассмотрена задача об определении характеристик пристенной ламинарной закрученной струи несжимаемой жидкости. Получены численные решения уравнений Навье–Стокса в стационарной и нестационарной постановках. Показано, что на больших расстояниях от источника струи характеристики струи подчиняются автомодельному закону, как и при истечении трехмерной ламинарной незакрученной струи, но распространение струи при этом происходит под некоторым углом к первоначальному направлению выдува струи. При большой закрутке потока в струе возникают области рециркуляционного течения, течение в струе становится нестационарным.

Ключевые слова: пристенная струя, затопленная струя, закрученная струя, автомодельное решение, рециркуляционное течение, уравнения Навье–Стокса

Список литературы

  1. Wygnanski I., Katz Y., Horev E. On the applicability of various scaling laws to the turbulent wall jet // J. Fluid Mech. 1992.

  2. Schneider M.E., Goldstein R.J. Laser Doppler measurement of turbulence parameters in a two-dimensional plane wall jet // Phys. Fluids. 1994. V. 6. P. 3116–3129.

  3. Eriksson J., Karlsson R., Persson J. An experimental study of a two-dimensional plane turbulent wall jet // Exp. Fluids. 1998.

  4. Eriksson J. Experimental studies of the plane turbulent wall jet: PhD thesis / Eriksson J. – Stockholm, Sweden: Royal Institute of Technology. Department of Mechanics. 2003.

  5. Sun H., Ewing D. Effect of initial and boundary conditions on development of three-dimensional wall jets // 40th AIAA ASME. 2002. P. 733.

  6. Agelin-Chaab M., Tachie M.F. Characteristics of turbulent three-dimensional wall jets // ASME. J. Fluids Eng. 2011. V. 133. № 2.

  7. Namgyal L., Hall J. Reynolds stress distribution and turbulence generated secondary flow in the turbulent three-dimensional wall jet // J. Fluid Mech. 2016. V. 800. P. 613–644.

  8. Inoue Y., Yano H., Yamashita S. Experimental study on a three-dimensional wall jet // JFST. 2007. V. 2. № 3. P. 655–664.

  9. Hall J.W., Ewing D. Three-dimensional turbulent wall jets issuing from moderate-aspect-ratio rectangular channels // AIAA J. 2007. V. 45. P. 1177–1186.

  10. Newman B., Patel R., Savage S., Tjio H. three-dimensional wall jet originating from a circular orifice // AEQ. 1972. V. 23. № 3. P. 188–200.

  11. Matsuda H., Iida S., Hayakawa M. Coherent structures in a three-dimensional wall jet // ASME. J. Fluids Eng. 1990. V. 112. № 4. P. 462–467.

  12. Padmanabham G., Lakshmana Gowda B.H. Mean and turbulence characteristics of a class of three-dimensional wall jets–Part 1: Mean flow characteristics // ASME. J. Fluids Eng. 1991. V. 113. № 4. P. 620–628.

  13. Pani B.S., Rajaratnam N. Swirling Circular Turbulent Wall Jets // JHR. 1976. V. 14. № 2. P. 145–154.

  14. Dejoan A., Leschziner M. Large eddy simulation of a plane turbulent wall jet // Phys. Fluids. 2005. V. 17.

  15. Naqavi I.Z., Tyacke J.C., Tucker P.G. Direct numerical simulation of a wall jet: flow physics // J. Fluid Mech. 2018. V. 852. P. 507–542.

  16. Гайфуллин А.М., Щеглов А.С. Структура течения в трехмерной пристенной турбулентной струе. // ПММ.2023. №2. С. 226–239.

  17. Craft T., Launder B. On the spreading mechanism of the three-dimensional turbulent wall jet. // J. Fluid Mech. 2001. V. 435. P. 305–326.

  18. Kakka P., Anupindi K. Flow and thermal characteristics of three-dimensional turbulent wall jet // Phys. Fluids. 2021. V. 33. № 2.

  19. Khosronejad A., Rennie C.D. Three-dimensional numerical modeling of unconfined and confined wall-jet flow with two different turbulence models // Can. J. Civ. Eng. 2010. V. 37. № 4. P. 576–587.

  20. Акатнов Н.И. Распространение плоской ламинарной струи вязкой жидкости вдоль твердой стенки // Труды ЛПИ. 1953. № 5. С. 24–31.

  21. Glauert M.B. The wall jet // J. Fluid Mech. 1956. V. 1. P. 625–643.

  22. Krechetnikov R., Lipatov I. Hidden invariances in problems of two-dimensional and three-dimensional wall jets for Newtonian and non-Newtonian fluids // SIAP. 2002. V. 62. № 6. P. 1837–1855.

  23. Бут И.И., Гайфуллин А.М., Жвик В.В. Дальнее поле трехмерной пристенной ламинарной струи // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 6. С. 51–61.

  24. Баренблатт Г.И. Автомодельные явления – анализ размерностей и скейлинг. – Долгопрудный: Интеллект, 2009.

  25. Гайфуллин А.М., Жвик В.В. Взаимодействие двух противоположно закрученных затопленных струй. // Изв. РАН МЖГ. № 3. 2019. С. 48–57.

  26. Жвик В.В. Инварианты и асимптотики осесимметричных закрученных затопленных струй // ПМТФ. 2020. Т. 61. № 2. С. 92–108.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика жидкости и газа

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал