Турбулентность, Хинце И.О., 1963

Турбулентность, Хинце И.О., 1963.
   Материал главы 1 служит, прежде всего, общим введением, которое знакомит читателя с различными специальными понятиями теории турбулентности. Кроме того, здесь выводятся основные формулы, которые используются в качестве исходных соотношений в других главах.
В главе 2 описываются методы и аппаратура, обычно применяемые для измерения количественных характеристик турбулентности. Эти вопросы рассмотрены более подробно» нежели можно было бы ожидать. Поводом для этого послужили соображения о целесообразности познакомить инженера-исследователя с существующими методами и присущими им особенностями, с тем чтобы вооружить его для критического анализа и интерпретации экспериментальных данных.

Энергетические соотношения для турбулентного течения.
Рассмотрим теперь энергетические соотношения для турбулентного потока несжимаемой жидкости. Известно, что турбулентное течение реальной жидкости по своей природе является диссипативным. Вследствие этой диссипации энергии для поддержания турбулентности требуется непрерывный подвод энергии. В то же время благодаря этому турбулентному движению происходит диффузия жидких частиц вместе с их кинетической энергией. Таким образом, в среднем стационарное состояние наблюдается только в том случае, когда между энергией, подведенной к турбулентному движению, и диффузией и диссипацией энергии турбулентности существует равновесие.
В нестационарном состоянии этого равновесия не наблюдается и любой избыток энергии должен быть равен изменению энергии турбулентности.
Поскольку динамика потока может быть, в принципе, описана с помощью уравнений движения, то наш анализ, по-видимому, можно начать с рассмотрения уравнений (1.14) в предположении о постоянстве коэффициента вязкости и об отсутствии внешних сил, т. е. именно для того случая, который мы и собираемся изучить. Тогда, умножая обе части этих уравнений на Ui и суммируя по индексу i, после некоторых преобразований получаем уравнение энергии. Это уравнение содержит различные члены, каждый из которых имеет определенный физический смысл. Однако смысл некоторых из этих членов не всегда ясен. Поэтому мы дадим вывод уравнения энергии иным способом, который позволяет понять смысл всех членов более отчетливо.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редактора перевода  
Из предисловия автора
Глава 1. Общее введение и основные понятия
§1.1. Определение турбулентности и вводные понятия  
§1.2. Уравнения движения турбулентного потока; рейнольдсовы напряжения
§1.3. Уравнение сохранения транспортабельной скалярной субстанции в турбулентном потоке  
§1.4. Двойные корреляции между компонентами турбулентных пульсаций скорости  
§1.5. Изменение двойных корреляций скорости по времени; тройные корреляции скорости  
§1.6. Свойства двойных продольных и поперечных корреляций при однородной турбулентности  
§1.7. Макро- или интегральный масштаб турбулентности
§1.8. Эйлеровы временные корреляции
§1.9. Турбулентная диффузия жидких частиц; лагранжевы корреляции  
§1.10. Сводка корреляций
§1.11. Эмпирические формулы для двойных корреляций
§1.12. Одномерный энергетический спектр по Тэйлору
§1.13. Энергетические соотношения для турбулентного течения
Глава 2. Принципы методов и приборов для измерений в турбулентных потоках  
§2.1. Введение
§2.2. Термоанемометр
§2.3. Метод постоянного тока
§2.4. Измерение характеристик турбулентности с помощью термоанемометра; метод постоянного тока  
§2.5. Измерение пульсаций температуры и концентрации термоанемометром; метод постоянного тока  
§2.6. Метод постоянной температуры
§2.7. Ограничения термоанемометра   
§2.8. Анемометр с электрическим разрядом
§2.9. Метод электромагнитной индукции
§2.10. Методы, основанные на визуализации течения
§2.11. Измерение осредненных величин статического давления и скорости  
Глава 3. Изотропная турбулентность
§3.1. Введение
§3.2. Корреляционные тензоры
§3.3. Дифференциальное уравнение динамики изотропной турбулентности
§3.4. Пространственный энергетический спектр
§3.5. Динамическое уравнение энергетического спектра
§3.6. Вырождение изотропной турбулентности
§3.7. Скалярное поле при изотропной турбулентности
§3.8. Пульсации давления при изотропной турбулентности
§3.9. Замечания о влиянии сжимаемости
Глава 4. Неизотропная турбулентность
§4.1. Введение     
§4.2. Динамика одноточечной корреляции скорости uiuj
§4.3. Динамика двухточечной корреляции скорости (ui)a(uj)b
§4.4. Динамическое уравнение энергетического спектра
Глава 5. Процессы переноса в турбулентных потоках
§5.1.Введение
§5.2.Теория пути смешения и феноменологические теории
§5.3.Аналогии при турбулентном переносе
§5.4.Диффузия при однородной турбулентности
§5.5. Диффузия от неподвижного источника в равномерном потоке
§5.6. Диффузия от неподвижного источника в турбулентном потоке со сдвигом  
§5.7. Диффузия дискретных частиц при однородной турбулентности  
§5.8. Влияние сжимаемости
Глава 6. Неизотропная свободная турбулентность
§6.1.Введение
§6.2.Приближенные предположения, используемые для упрощения уравнений движения  
§6.3.Распределение скорости в следе за цилиндром по классическим теориям  
§6.4.Перенос скалярной субстанции в следе за цилиндром
§6.5. Результаты измерения распределений осредненной скорости и осредненной температуры в следе за цилиндром
§6.6. Измерение характеристик турбулентности в следе за цилиндром  
§6.7. Распределение скорости в круглой свободной струе по классическим теориям  
§6.8. Перенос скалярной субстанции в круглой свободной струе
§6.9. Измерение распределения осредненной скорости и осредненной температуры в круглой свободной струе  
§6.10. Измерение характеристик турбулентности в круглой свободной струе  
§6.11.Структура свободного турбулентного потока со сдвигом и процессы переноса  
Глава 7. Неизотропная «пристеночная» турбулентность
§7.1.Введение
§7.2.Приближенные уравнения движения и соответствующие интегральные соотношения
§7.3. Ламинарный пограничный слой и явление перехода
§7.4. Турбулентный пограничный слой на плоской пластине. Классические теории  
§7.5. Экспериментальные данные о распределении осредненной скорости  
§7.6. Измерение характеристик турбулентности в пограничном слое
§7.7. Сводка результатов и новые формулы для распределений осредненной скорости и напряжения сдвига
§7.8. Турбулентное течение в прямой круглой трубе. Распределение осредненной скорости  
§7.9. Измерение характеристик турбулентности при течении в трубе  
§7.10. Структура турбулентного потока в трубе
§7.11. Перенос скалярной субстанции при пристеночной турбулентности  
§7.12. Отдельные задачи пристеночной турбулентности
Приложение. Элементы тензорного исчисления в декартовой системе координат  
Литература  
Именной указатель
Предметный указатель.