ГІДРОДИНАМІКА І АКУСТИКА

2018 ◊ Том 1 (91) ◊ Номер 3 ◊ с. 284-301

В. А. Воскобійник^*, О. А. Воскобойник^*, А. В. Воскобійник^*, В. М. Степанович^*, І. А. Хижа^*

^* Інститут гідромеханіки НАН України, Київ, Україна

Вихровий рух усередині лунки складної геометрії

Gidrodin. akust. 2018, 1(3):284-301

https://doi.org/10.15407/jha2018.03.284

МОВА ТЕКСТУ: Українська

АНОТАЦІЯ

У роботі представлені дані візуального дослідження особливостей генерації та еволюції вихрової течії води всередині заглиблень на плоскій поверхні у вигляді одиночних V- і Λ-подібних лунок при обтіканні їх під різними кутами. Лунки зазначеної геометрії були сформовані в результаті спряження двох овальних фрагментів з видовженням 2. Швидкості основного потоку варіювалися в межах U=(0.1 ... 0.5) м/с, що відповідало діапазону чисел Рейнольдса Re_d=Ud/ν=(4...20) x10³, розрахованих за діаметром заокруглення лунки. Візуалізація проводилася за допомогою спеціально підібраних водорозчинних покриттів і контрастних фарб з нульовою плавучістю, які вводилися в пристінний шар потоку. В умовах ламінарної течії усередині заглиблень складної геометрії генерація вихрових структур не спостерігалась. Для перехідного й турбулентного режимів течії усередині V-подібної лунки формувалися підковоподібні вихрові структури, які зі збільшенням швидкості зменшувалися за розмірами й притискалися до відривної стінки лунки. Водночас у серединному перерізі такої лунки спостерігалися періодичні викиди пелени дрібномасштабних вихорів. Усередині Λ-подібної лунки генерувалися спіралеподібні вихрові структури, які, періодично викидаючись і переміщуючись у сліді за лункою, формували пари поздовжніх вихорів із взаємно протилежними напрямками обертання. При зміні кута нахилу V- і Λ-подібних лунок у площині пластини було відзначено зміну характеру формування й викиду вихрових структур. Для ламінарної течії число Струхаля викидів потенційної рідини знаходилось у межах від 0.05 до 0.14. В умовах перехідної й турбулентної течій значення числа Струхаля викидів вихрових різномасштабних структур і вихрової пелени зростало з 0.15 до 0.5.

КЛЮЧОВІ СЛОВА

заглиблення, візуалізація течії, когерентна вихрова структура, вихрова пелена, викид, число Рейнольдса, число Струхаля

ЛІТЕРАТУРА