Фон Карман довжина змішування


5

У повністю розвиненому турбулентному потоці незжимаючої рідини всередині труби радіусом швидкість у центрі становить U m . Якщо визначимо U = RUm , деτ0- напруження зсуву стіни, аρ- щільність, то знайдіть розподіл швидкості як функціювідстаніy=R-rвід стінки. Розглянемоl=kdu / dyU=τ0/ρτ0ρy=Rr як довжина змішування Фон Кармана.l=kdu/dyd2u/dy2

Тепер, якщо запишемо , то отримаємо ( U ) 2 = k 2 ( d u / d yττ0=ρuv¯=ρl2(du/dy)2іU=k(du/dy)2

(U)2=k2(du/dyd2u/dy2)2(du/dy)2
Тепер нехайp=u′,щоб отриматиp/p2=k/U. Інтеграція двічі дає-1/p=k
U=k(du/dy)2d2u/dy2
p=up/p2=k/Uіu=-U
1/p=kUy+C1
u=Ukln(kUy+C1)+C2.

Тепер однією з умов знаходження і C 2 є u ( y = R ) = U m . Якою буде інша умова? Це проблема, з якою я зіткнувся з вирішенням подібної проблеми:C1C2u(y=R)=Um

0.8 my=0.2 m2 m/su/U=C1ln(y/R)+C2C1C2τ0

Чи слід якось пов’язати це з в’язким підшаром?

Примітка: я також розмістив це на сайті фізики. Якщо я отримаю свою відповідь на одному веб-сайті SE, я видалю це питання на іншому.

Відповіді:


2

τ0τ=τ0

у/U=С1ln(у/R)+С2

к=0,41С1=1/кС2=5,0 UU=τ0/ρ

Відповідаючи на питання про граничні умови, я розумію, що рівняння, подане вам у запитанні, є логарифмічним законом перекриття. Ці константи не були вирішені за допомогою граничних умов; їх вирішили експериментом. Ви можете побачити це тут https://en.wikipedia.org/wiki/Law_of_the_wall#General_logarithmic_формулювання .

Якщо ви знайомі з рівнянням напружень Рейнольда, його можна зменшити в 2D, щоб отримати:

τ+τтуrбуленcе=τшаллτ0 )

Звідси це може бути нерозмірне, і тоді використовуються граничні умови з цим рівнянням для створення закону логарифмічного перекриття та інших дійсних рішень для опису потоку. Іншими словами, закон логарифмічного перекриття є результатом рівняння напружень Рейнольда, і константи закону логарифмічного перекриття були визначені експериментально. Я сподіваюся, що це допомагає, і знову шкодую за паршиве форматування.

τо

Точніше, щоб рівняння було законом логарифмічного перекриття

у/R=(уU)/νν

τоU=τо/ρ


1
Дуже дякую :) Я перегляну це і поінформую вас :)
Ghartal

Не хвилюйтесь, сподіваюся, це допоможе!
masiewpao
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.