Чисельне моделювання розвитку вихорів Тейлора–Гертлера в нестаціонарній течії Куетта

Abstract

Наводяться результати чисельного моделювання розвитку регулярних збурень завихреності у примежовому шарі під увігнутою поверхнею. Примежовий шар формується під зовнішнім циліндром після його зупинки у круговій течії Куетта між двома циліндрами, що обертаються. Показано, що розвиток поздовжніх вихорів і довжина ''лінійної'' стадії залежать від початкової енергії збурень, що вносяться в потік, і відстані між місцем внесення і товщиною примежового шару. Виявлено існування початкової стадії розвитку вихорів, на якій енергія затухає і після адаптації до умов течії починає зростати. Проведено аналіз впливу енергії збурень та розташування вводу збурень на протяжність цієї стадії.

Представлены результаты численного моделирования развития регулярных возмущений завихренности в пограничном слое под вогнутой поверхностью. Пограничный шар формируется под внешним цилиндром после его остановки в круговом течении Куэтта между двумя вращающимися цилиндрами. Показано, что развитие продольных вихрей и длина ''линейной'' стадии зависят от начальной энергии возмущений, которые вносятся в поток, и от расстояния между местом внесения возмущений и толщиной пограничного слоя. Выявлено существование начальной стадии развития вихрей, на которой энергия затухает и после адаптации к условиям течения начинает расти. Проведен анализ влияния энергии возмущений и местоположения ввода возмущений на протяженность этой стадии.

The results of numerical simulation of the development of regular disturbances of vorticity in the boundary layer under a concave surface are presented. The boundary layer is formed under the external cylinder after its stopping in circular Couette's flow between two rotating cylinders. It is shown that the development of longitudinal vortices and the ''linear'' stage length depend on the initial energy of introduced disturbances and the distance between the ejection location and the thickness of the boundary layer. The existence of the initial stage of the vortex development is found. On this stage, the energy of vortices decays firstly, but, then, after adapting the flow conditions, it begins to grow. The influence of the initial energy of disturbances and the ejection location on the duration of this stage is analyzed.