EDN: OCIXEI
Авторы
Прудников А.Г., Мамаев В.К., Северинова В.В.
Организация
ФАУ «Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова», Москва, Россия
Прудников А.Г.Б. – начальник сектора, профессор, доктор технических наук.
Мамаев В.К. – ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук. Контакты: 111116, Москва, ул. Авиамоторная, д. 2. Тел.: (499) 763-61-67, (999) 966-19-87; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Северинова В.В. – инженер.
Аннотация
Предлагается стохастическая модель образования вихрей и их взаимодействие, приведены примеры ее применения для описания вихревого факела пламени. Согласно вихревой модели любой сдвиговый слой состоит из вихревого слоя каскадного спектра крупных вихрей постоянной завихренности. Даны уравнения прикладной вихревой механики перемежающихся сред, определяющие динамику не менее трех разных уровней механики разных сплошных сред: двух спутных потоков их вихревого слоя, каждого объема крупного вихря, и т. д. Вихревая механика предполагает, что потеря кинетической энергии при неупругом образовании крупного вихря из двух сдвинутых полуволн может реализоваться в виде малых вихрей объемной локальной турбулентности, затухающая энергия которых переводит эту потерю в тепло. Турбулентные вихри поверхностной части локальной турбулентности возникают из вторичных сдвигов вихревого слоя на внешних локонах его ламинарных вихревых клубков, создавая тем самым поверхностную турбулентную мантию, маскирующую крупновихревой скелет любого слоя (следа, струи и т. п.). Роль объемной локальной турбулентности проявляется только во фронтах горения локонов «заторможенных» крупных вихрей. Она определяет не скорость горения, не скорость инжекции, а только полноту сгорания турбулентного крупного вихря факела пламени.
Ключевые слова
вихревой пограничный слой, турбулентные вихри, сдвиговый слой, крупные вихри, псевдотурбулентность, гомогенное горение, стохастическая динамика, вихревая модель, сплошная среда, теплогазоаэродинамика
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Марсден Д. Попытки установить соотношение между уравнениями Навье — Стокса и турбулентностью. В сб. Странные аттракторы, под ред. Я.Г. Синая и Л.П. Шильникова. М.: Мир, 1981. C. 7–20.
- Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. М.: Мир, 1986. 184 c.
- Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. Учеб. руководство: Для втузов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. 303 c.
- Прудников А.Г. К вопросу о вихревом горении. Физика горения и взрыва, 2010, т. 46, № 6, с. 12–31.
- Прудников А.Г. Уравнения движения и структурные параметры свободного сдвигового слоя. Труды ЦИАМ, 1987, № 1191. 56 с.
- Раушенбах Б.В., Белый С.А., Беспалов И.В., Прудников А.Г. и др. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей. М.: «Машиностроение», 1964. 526 с.
- Roshko A. Sructure of turbulent shear flows: a new look. AIAA Journal, 1976, vol. 14, no. 10, pp. 1349–1357.
- Терехов В.И. Турбулентный тепломассоперенос в ограниченных закрученных потоках. Инженерно-физический журнал, 1987, т. 53, № 6, с. 911–919.
- Прудников А.Г., Волынский М.С., Сагалович В.Н. и др. Процессы смесеобразования и горения в воздушно-реактивных двигателях. М.: «Машиностроение», 1971.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: «Наука», 1986.
- Прудников А.Г., Мамаев В.К., Аукин М.К., Северинова В.В. Уравнения вихревой механики пристеночных пограничных течений высокоскоростных аппаратов. НТЖ «Полет», 2022, № 10, с. 12–20.
- Baev V.K., Konstantinovsky V.A., Tretyakov P.K. The Investigation of Combustion in Supersonic Stream in a Canal of Sudden Enlarging. Proc. of the VIth International Symposium Combustion Progresses. Karpacz, August 1979.
- Prudnikov A.G., Koliev M.R., Severinova V.V. On the design of bow, lateral, and trailing thermogasaerodynamic fairings above the flying vehicle external surface. Proc. of the International Conference on the Methods of Aerophysical Research: Abstr. Pt. II. Ed. V.M. Fomin. Novosibirsk: Parallel, 2008. Pp. 184–185.
- Прудников А.Г. Новый подход к теплогазоаэродинамическим процессам — силовой основе современных и перспективных авиакосмических, наземных и морских летательных аппаратов. Авиакосмическая техника и технология, 2008, № 1, c. 40–50.
УДК 532.526
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 3, c. 245–257
