Неустановившиеся течения жидкости

I. Явление гидравлического удара (ГУ) давно привлекает внимание исследователей.

Это первое направление в исследовании ГУ. Оно связано с решением сопряженных уравнений ГУ. Они содержат интегралы уравнений характеристик гиперболической системы уравнений ГУ. Здесь следует выделить работы.

1. Первая работа по ГУ связана с исследованиями И.С. Громеки (О скорости распространения волнообразного движения жидкости в упругих трубах. Казань. 1883г.). Ее суть – имеется строгое изложение основ волнообразного движения жидкости в упругих трубах с учетом инерции оболочки и сил сопротивления.
2. Работа Н.Е. Жуковского (Бюлл. Полит. Об. 1899, #5) – содержит дифференциальные уравнения и общее решение задачи о напорном неустановившемся движении идеальной упругой жидкости в круглой цилиндрической трубе с упругими стенками.
3. Работа С.А. Христиановича (1938) - содержит изложение метода характеристик для расчета неустановившихся потоков.

II. Направление в решении ГУ. Оно связано с упрощением уравнений ГУ с целью

интегрирования, для чего исключаются конвективные члены и линеаризуются слагаемые, отражающие сопротивления. В результате система уравнений ГУ сводится к телеграфному уравнению.

III. Направление расчета ГУ. Здесь применяются статистические вероятностные принципы расчета нестационарных явлений в трубопроводах в связи с нестабильностью реальных законов закрытия их запорных органов

IV. Направление в ГУ. Здесь ведется анализ ГУ при движении смесей с твердой взвесью, разрывом сплошности потока.

V. Направление в расчете ГУ. Связано с использованием теории ДУ с малыми параметрами при производных. На базе этой теории проводится анализ устойчивости гидравлических режимов.

VI. Направление в анализе неустановившихся течений связано с исследованием кинематической структуры и гидравлического сопротивления нестационарного потока.

Существует много методов расчета ламинарных и турбулентных нестационарных течений, которые включают подходы: прямого численного моделирования; метода крупных вихрей; феноменологического метода (см. данные Харламова С.Н.).

Существуют трудности определения поля скорости и его . В этом смысле популярны методы: Симуни Л.М., контрольного объема Патанкара. Интересны результаты влияния нестационарности на “тонкую” структуру потока и осредненные параметры; на интегральные парамептры - трение и тепломассообмен.

Дата добавления: 2014-11-29