Представлены результаты экспериментального и численного исследования динамических и тепловых  характеристик дозвуковых отрывных потоков, образующихся за различными преградами. Рассмотрены картины обтекания обратной ступеньки, одиночного ребра и прямоугольной каверны, являющиеся в настоящее время классическими задачами аэрогидродинамики и тепломассопереноса. Последовательно изучены более сложные случаи развития отрывных течений за преградами: обтекание ребра и системы ребер, расположенных под разными углами к направлению потока, ступеньки со скошенной обратной стенкой, каверн с наклонными стенками, а также отсоединенных ребер. Исследовано влияние различных факторов на динамику отрывного течения и турбулентный теплообмен.

Книга адресована научным работникам и инженерам, специализирующимся в области механики и теплофизики турбулентных течений, а также преподавателям, аспирантам и студентам высших учебных заведений.







ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие    7

Список принятых обозначений    11

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ    15

1.1. Введение    15

1.2. Современный уровень в моделировании отрывных течений    16

1.3. Последние достижения в экспериментальном изучении отрывных потоков    19

Глава 2. ОТРЫВ ЛАМИНАРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ    29

2.1. Введение    29

2.2. Течение и теплообмен при ламинарном обтекании двумерных преград    31

2.3. Влияние динамической и тепловой предыстории на развитие ламинарного отрывного течения за уступом и каверной    37

2.4. Отрыв и повторное присоединение потока на проницаемой поверхности    44

Глава 3. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ОТРЫВНОГО ТЕЧЕНИЯ ЗА СТУПЕНЬКОЙ И РЕБРОМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УРОВНЯ  ВНЕШНЕЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ    49

3.1. Экспериментальные методы исследования и установки    49

3.1.1. Аэродинамический стенд и модели для исследования течения за единичным ребром и уступом    49

3.1.2. Модель обтекания прямоугольной каверны с наклонными боковыми стенками    55

3.1.3. Экспериментальная база при измерении наклонного ребра и системы ребер    57

3.1.4. Основная измерительная аппаратура и методы обработки результатов    60

3.1.5. Метод трассерной визуализации    61

3.2. Теплообмен в отрывном течении за обращенной назад ступенькой при естественной и повышенной турбулентности основного потока    62

3.2.1. Динамика отрывного потока за уступами разной высоты    65

3.2.2. Теплоотдача в отрывном течении за уступом    70

3.3. Отрыв потока за уступом с наклонной стенкой    75

3.4. Влияние внешней турбулентности на динамические характеристики и интенсификацию теплообмена за единичным ребром    80

3.5. Влияние высоких близко расположенных ребер на теплообмен    92

Глава 4. ТЕЧЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН ЗА РЕБРАМИ, УСТАНОВЛЕННЫМИ ПОД УГЛОМ К ПОТОКУ    99

4.1. Развитие отрывного течения за ребром при варьировании угла атаки    99

4.2. Теплообмен в системе ребер, расположенных под углом к потоку    113

4.3. Обтекание системы ребер турбулизированными потоками    122

Глава 5. ТЕЧЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН В КАВЕРНАХ    127

5.1. Трехмерная структура течения в кавернах    127

5.2. Каверны с наклонными стенками, особенности теплообмена    135

5.3. Влияние степени турбулентности набегающего потока на теплообмен в кавернах    143

5.4. Пассивное управление теплообменом внутри каверн    147

Глава 6. ВЛИЯНИЕ ОТРЫВНЫХ ЗОН НА ВИХРЕОБРАЗОВАНИЕ И ТУРБУЛЕНТНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В КРУГЛОЙ ТРУБЕ    155

6.1. Влияние динамической предыстории  на теплообмен в отрывном потоке    155

6.2. Влияние тепловой предыстории  на теплообмен при отрыве потока    162

6.3. Структура отрывного течения и теплообмен в зависимости от степени расширения трубы    168

6.4. Интенсификация теплообмена при обтекании преград различной формы    177

6.5. Теплогидравлическая эффективность отсоединенной диафрагмы в трубе    193

6.6. Отрывное течение в осесимметричном диффузоре после внезапного расширения трубы    205

Библиографический список    214