ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Гидравлика. Инженерная гидрология. Гидротехническое строительство

ВИХРЕВОЙ СТОК - ОКРУЖНОСТЬ, РАСПОЛОЖЕННЫЙ НА БЕСКОНЕЧНОМ НЕПРОНИЦАЕМОМ ЦИЛИНДРЕ

  • Михайлов Иван Евграфович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Алисултанов Рамидин Семедович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2015.10.153-161
Страницы: 153-161
Исследовано в цилиндрической системе координат потенциальное течение, индуцируемое двумя особенностями, размещенными в неограниченном пространстве, заполненном идеальной (невязкой) жидкостью. Сток - окружность, расположенный на бесконечном непроницаемом цилиндре, и бесконечная вихревая нить, совмещенная с осью цилиндра. Сток - окружность создает меридиональное потенциальное течение жидкости, а вихревая нить - потенциальное вращение жидкости вокруг цилиндра. Суммарное движение жидкости пространственное. Функция потенциала скоростей представлена в виде суммы двух функций, одна из которых определяет меридиональное течение, а вторая - вращение жидкости, аналитическое выражение которой известно. Аналитической зависимости для функции потенциала скоростей рассматриваемого стока - окружности нет и получить ее пока не удается. Поэтому использован новый подход к изучению потенциальных течений, которые не имеют аналитического выражения функции потенциала, разработанный И.Е. Михайловым. Он основывается на кинематическом подобии двух течений, для одного из которых функция потенциала известна. Эта функция является базовой и аналитическая зависимость потенциала скоростей неизвестной функции представляется в виде произведения базовой функции и теоретически обоснованного коэффициента - корректива скорости, который корректирует скорости неизвестного движения. Получены аналитические зависимости для корректива скорости, составляющих скоростей, поверхностей тока и их меридиональных сечений, проекций линий тока суммарного течения на горизонтальную плоскость, которые имеют спиралеобразную форму. Исследование имеет завершенный вид и доведено до инженерного решения. Установлено, что течение, формируемое вихревым стоком - окружностью, хорошо соответствует движению жидкости в спиральных камерах гидротурбин и может быть использовано для их расчета.
  • навесные фасадные системы;
  • фасадный анкерный дюбель;
  • усилие вырыва;
  • нагрузочная способность;
  • диаграмма нагружения;
  • зависимость усилия;
  • величина смещения;
  • вырыв;
  • усталостная прочность;
  • анкерное крепление;
Литература
  1. Вайнштейн И.И., Федотова И.М. Задача Гольдштика о склейке вихревых течений идеальной жидкости в осесимметрическом случае // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2014. № 3 (55). С. 48-54.
  2. Chanson H. Applied hydrodynamics: an Introduction to Ideal and Real Fluid Flows. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2009. 478 p.
  3. Chanson. H. Current knowledge in hydraulic jumps and related phenomena. a survey of experimental results // European Journal of Mechanics B/Fluids. 2009. No. 2. Vol. 28. Pp. 191-210.
  4. Позин Г.М. Расчет влияния ограничивающих плоскостей на спектры всасывания // Научные работы институтов охраны труда. М. : Профиздат, 1977. Вып. 105. С. 8-13.
  5. Посохин В.Н. Применение метода изображений для расчета скоростей подтекания к всасывающим щелевидным отверстиям // Известия высших учебных заведений. Строительство. 1988. № 2. С. 100-102.
  6. Anderson J.D. Modern compressible flow. McGraw-Hill, 2002. Pp. 358-359.
  7. Eckert M. The dawn of fluid dynamics // A Discipline Between Science and Technology. Wiley-VCN, 2006. P. ix.
  8. Faulkner L.L. Practical fluid mechanics for engineering applications. Basil, Switzerland : Marcel Dekker AG, 2000. 408 p.
  9. Логачев К.И., Пузанок А.И., Посохин В.Н. Расчет вихревого течения у щелевидного бокового отсоса // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2004. № 6. С. 64-69.
  10. Khatsuria R.M. Hydraulics of spillways and energy dissipaters. New York : Marcel Dekker, 2005. 673 р.
  11. Сафиуллин Р.Г., Посохин В.Н. Вихревые зоны вблизи стоков при наличии ограничивающих поверхностей // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 20. С. 142-145.
  12. Краева Е.М., Масич И.С. Вихревые структуры турбулентных потоков и их моделирование // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2011. № 1 (34). С. 107-111.
  13. Mohseni K., Ran H., Colonius T. Numerical experiments on vortex ring formation // J. Fluid Mech. 2001. Vol. 430. Рp. 267-282.
  14. Shariff K., Leonard A. Vortex rings // Annual Review of Fluid Mechanics. 1992. Vol. 24. Pp. 235-279.
  15. Swearingen J., Crouch J., Handler R. Dynamics and stability of a vortex ring impacting a solid boundary // Journal of Fluid Mechanics. 1995. Vol. 297. Pp. 1-28.
  16. Zhao W., Frankel S., Mongeau L. Effects of trailing jet instability on vortex ring formation // Phys. Fluids. 2000. No. 12. Pp. 589-596.
  17. Михайлов И.Е., Алисултанов Р.С. Сток - окружность, расположенный на поверхности или внутри непроницаемого цилиндра // Вестник МГСУ. 2015. № 8. C. 140-149.
  18. Михайлов И.Е. Новый подход к исследованию потенциальных течений, которые не имеют аналитического выражения функции потенциала скоростей // Гидротехническое строительство. 2015. № 2. С. 32-44.
  19. Михайлов И.Е. Пространственный линейный сток конечной длины с равномерным распределением интенсивности по длине // Гидротехническое строительство. 2014. № 4. С. 20-26.
  20. Mikhailov I.E. Three-dimensional linear flow of finite length with uniform intensity distribution along length // Power Technology and Engineering (Springer). 2014. Vol. 48. Nо. 3. Рр. 205-209.
СКАЧАТЬ (RUS)