Турбулентный пограничный слой на деформирующейся поверхности

Abstract

Сформулирована математическая модель взаимодействия стационарного турбулентного пограничного слоя с податливой поверхностью вязко-упругого слоя. На основании потоковых граничных условий определены параметры, связывающие обмен энергией возмущений турбулентного потока с механическими и геометрическими характеристиками вязко-упругого слоя. Описано изменение энергетического обмена между компонентами тензора напряжения Рейнольдса внутри турбулентного пограничного слоя при обтекании податливых поверхностей. Дано объяснение механизма снижения сопротивления трения при обтекании поглощающих поверхностей. Получены зависимости, связывающие эффект снижения сопротивления трения от локального числа Рейнольдса и статических и динамических параметров вязко-упругих материалов.

Сформульована математична модель взаємодiї стацiонарного турбулентного примежового шару з податливою поверхнею в'язко-пружного шару. На пiдставi потокових граничних умов визначенi параметри, що зв'язують енергiю збурень турбулентного потоку з механiчними та геометричними характеристиками в'язко-пружного шару. Описана змiна енергетичного обмiну мiж компонентами тензора напружень Рейнольдса всерединi турбулентного примежового шару при потоцi вздовж податливої поверхнi. Приведенi пояснення механiзму зниження опору тертя при потоцi вздовж поглинаючої поверхнi. Отриманi залежностi, якi зв'язують зниження опору тертя з локальними числами Рейнольдса та статичними i динамiчними параметрами в'язко-пружних матерiалiв.

The mathematical model has been formulated for the interaction of stationary turbulent boundary layer with the compliant surface of viscoelastic layer. On the basis of flow boundary conditions, determined are the parameters which connect the energy of disturbances of the turbulent flow with mechanical and geometric properties of viscoelastic layer. Described is the modification of the energy exchange between components of the Reynolds stress tensor inside the turbulent border layer in the flow over compliant surfaces. Explanation of the mechanism of friction drag reduction in the flow over an absorbing surface. Dependencies have been revealed that connect friction drag reduction with local Reynolds number and static and dynamic parameters of viscoelastic materials.