Вихревые модели сдвиговых ламинарных и турбулентных течений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обсуждается математическая модель ламинарных и турбулентных сдвиговых течений жидкости и газов в прямоугольных каналах на основе системы дифференциальных уравнений, описывающих продольное движение и вращение вихревых трубок. Показано, что в случае плоского стационарного течения данная система уравнений имеет двупараметрические аналитические решения для распределений скорости в поперечном сечении канала, которые хорошо согласуются с известными экспериментальными данными и результатами численного моделирования. В качестве примеров обсуждаются модельные аппроксимации профилей скорости ламинарных течений неньютоновской жидкости и развитых турбулентных потоков жидкостей и газов в прямоугольных каналах.

Об авторах

Виктор Леонидович Миронов

Институт физики микроструктур РАН

Сергей Викторович Миронов

Институт физики микроструктур РАН

кандидат физико-математических наук

Список литературы

  1. Abe H., “Poi1020-4th-A-ver2.dat”, DNS Data Base for Turbulent Channel Flow with Heat Transfer, ed. Kawamura H., https://www.rs.tus.ac.jp/t2lab/db/poi/text/Poi1020_4th_A_ver2.dat
  2. Ansari S., Rashid M., Waghmare P. R., Nobes D. S., “Measurement of the flow behavior index of Newtonian and shear-thinning fluids via analysis of the flow velocity characteristics in a mini-channel”, SN Appl. Sci., 2 (2020), 1787
  3. Boussinesq J., “Essai sur la th'eorie des eaux courantes”, J. Math. Pures Appl. Ser. 3, 4 (1878), 335–376
  4. Cess R. D., A Survey of the Literature on Heat Transfer in Turbulent Tube Flow, Westinghouse Research Report No. 8-0529-R24, 1958
  5. DNS Database of Wall Turbulence and Heat Transfer, ed. Kawamura H., https://www.rs.tus.ac.jp/t2lab/db/
  6. El Telbany M. M. M., Reynolds A. J., “Velocity distributions in plane turbulent channel flows”, J. Fluid Mech., 100 (1980), 1–29
  7. Fu T., Carrier O., Funfschilling D., Ma Y., Li H. Z., “Newtonian and Non-Newtonian flows in microchannels: inline rheological characterization”, Chem. Eng. Technol., 39 (2016), 987–992
  8. Hanjalic K., Launder B. E., “A Reynolds stress model of turbulence and its application to thin shear flows”, J. Fluid Mech., 52 (1972), 609–638
  9. Helmholtz H., “Über Integrale der hydrodynamischen Gleichungen, welche den Wirbelbewegungen entsprechen”, J. Reine Angew. Math., 55 (1858), 25–55
  10. Henry F. S., Reynolds A. J., “Analytical solution of two gradient-diffusion models applied to turbulent Couette flow”, J. Fluids Eng., 106 (1984), 211–216
  11. Hussain A. K. M. F., Reynolds W. C., “Measurements in fully developed turbulent channel flow”, J. Fluids Eng., 97 (1975), 568–578
  12. McComb W. D., “Theory of turbulence”, Rep. Progr. Phys., 58 (1995), 1117–1206
  13. Mironov V. L., Mironov S. V., “Generalized sedeonic equations of hydrodynamics”, Eur. Phys. J. Plus., 135 (2020), 708
  14. Mironov V. L., “Self-consistent hydrodynamic two-fluid model of vortex plasma”, Phys. Fluids., 33 (2021), 037116
  15. Mironov V. L., “Self-consistent hydrodynamic model of electron vortex fluid in solids”, Fluids., 7 (2022), 330
  16. Reynolds O., “On the dynamical theory of incompressible viscous fluids and the determination of the criterion”, Phil. Trans. Roy. Soc. London A., 186 (1895), 123–164
  17. Schmitt F. G., “About Boussinesq's turbulent viscosity hypothesis: historical remarks and a direct evaluation of its validity”, C. R. Mec., 335 (2007), 617–627
  18. Symon S., Madhusudanan A., Illingworth S. J., Marusic I., “Use of eddy viscosity in resolvent analysis of turbulent channel flow”, Phys. Rev. Fluids., 8 (2023), 064601
  19. Thurlowa E. M., Klewicki J. C., “Experimental study of turbulent Poiseuille–Couette flow”, Phys. Fluids., 12 (2000), 865–875
  20. Tsukahara T., “Poi070-2nd-A.dat”, DNS Data Base for Turbulent Channel Flow with Heat Transfer, ed. Kawamura H., https://www.rs.tus.ac.jp/t2lab/db/poi/text/Poi070_2nd_A.dat
  21. Van Driest E. R., “On turbulent flow near a wall”, J. Aeronaut. Sci., 23 (1956), 1007–1011

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Миронов В.Л., Миронов С.В., 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).