Генерації вихорів парою овальних лунок на обтiчнiй плоскiй поверхнi

Abstract

В роботі проведено візуальні дослідження характерних особливостей обтікання пари овальних заглиблень на гідравлічно гладкій плоскій пластині. Установлено, що в залежності від режиму течії усередині овальних лунок формуються потенційні та вихрові течії з викидом вихрових структур назовні з лунок у примежовий шар. В умовах ламінарного обтікання вихровий рух усередині лунок не спостерігається, а має місце неінтенсивне коливання рідини, яка заповнює лунки. Зі збільшенням швидкості потоку в лунках з’являється відрив примежового шару, а усередині овальних лунок формуються зсувний шар, потенційна та циркуляційна течії. Потенційна течія має місце поблизу передніх за потоком стінок лунок, а циркуляційна течія генерує великомасштабний спіралеподібний вихор, який має джерело на передніх сферичних частинах лунок. В умовах турбулентного режиму течії потенційний рух зникає, а формується інтенсивний вихровий рух. В передніх сферичних частинах лунок генеруються великомасштабні веретеноподібні вихори, які викидаються назовні з лунок у примежовий шар. Викид великомасштабних вихрових систем відбувається з частотами, яким відповідає число Струхаля 0.05. Взаємодії вихрових структур, що викидаються з кожної лунки, у серединному перерізі між овальними лунками та в їх ближньому сліді не спостерігається.

В работе проведены визуальные исследования характерных особенностей обтекания пары овальных углублений на гидравлически гладкой плоской пластине. Установлено, что в зависимости от режима течения внутри овальных лунок формируются потенциальные и вихревые течения с выбросом вихревых структур наружу из лунок в пограничный слой. В условиях ламинарного обтекания вихревое движение внутри лунок не наблюдается, а имеет место неинтенсивное колебание жидкости, заполняющей лунки. С увеличением скорости потока в лунках появляется отрыв пограничного слоя, а внутри овальных лунок формируются сдвиговый слой, потенциальное и циркуляционное течения. Потенциальное течение имеет место вблизи передних по потоку стенок лунок, а циркуляционное течение генерирует крупномасштабный спиралеобразный вихрь, который имеет источник на передних сферических частях лунок. В условиях турбулентного режима течения потенциальное движение исчезает, а формируется интенсивное вихревое движение. В передних сферических частях лунок генерируются крупномасштабные веретеноподобные вихри, которые выбрасываются наружу из лунок в пограничный слой. Выброс крупномасштабных вихревых систем происходит с частотами, которым отвечают число Струхаля 0.05. Взаимодействия вихревых структур, которые выбрасываются из каждой лунки, в срединном сечении между овальными лунками и в их ближнем следе не наблюдается.

In study visual researches of characteristic features of a flow around of pair of the oval dimples on hydraulically smooth flat plate are conducted. It is established that depending on the flow regime inside the oval dimples are formed potential and vortex currents with ejection of vortex structures outside of dimples in the boundary layer. In the conditions of a laminar flow a vortex motion inside dimples is not observed, and not intensive oscillation of the liquid filling holes takes place. With increase of flow velocity in dimples there is a boundary layer separation, and inside the oval dimples the shear layer, potential and circulating flows are formed. The potential flow takes place near forward dimple walls, and the circulating flow generates a large-scale spiral vortex which has a source on forward spherical parts of the dimples. In the conditions of the turbulent regime of a flow the potential motion disappears, and intensive vortex motion is formed. In forward spherical parts of dimples large-scale fusiform vortices are generated which are ejected outside of the dimples in a boundary layer. Ejection of large-scale vortex systems happens to frequencies which are answered Strouhal number 0.05. Interaction of vortex structures which are ejected of each dimple, in median section between the oval dimples and in their near wake it isn’t observed.