Деформация вязкоупругого покрытия в турбулентном течении
В. М. Кулик
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, kulik@itp.nsc.ru
Ключевые слова: податливое покрытие, турбулентное течение, пульсации давления, двумерная модель расчета деформации, диссипация энергии, напряжения Рейнольдса
Страницы: 43-56
Аннотация
Произведен расчет амплитуды и скорости деформации поверхности податливого покрытия турбулентными пульсациями давления. Комплексная податливость, определенная по двумерной модели, имеет две компоненты - вдоль покрытия и перпендикулярно ему. Получена зависимость компонент безразмерной податливости от отношения длины волны к толщине покрытия при 0,3 < λ/H < 30 и от отношения скорости течения к скорости распространения волны при 0,1 < V/C < 10.
Амплитуда деформации и скорость смещения поверхности твердых податливых покрытий, которые могут быть использованы на практике, рассчитаны в диапазоне скоростей 5÷55 м/с турбулентного потока воды и воздуха. Исследовано также влияние коэффициента потерь и коэффициента Пуассона материала покрытия.
Показано, что среднеквадратичное смещение их поверхности не превышает толщины вязкого подслоя. Однако скорость движения поверхности сопоставима с пульсациями скорости в пограничном слое около стенки. Это может являться причиной снижения трения на податливой стенке. Произведенный расчет отношения энергии, диссипирующей в стенке, к энергии, рассеянной в потоке из-за трения, составил 10−4 для воды и 10−6 на податливой стенке отбором энергии из течения для воздуха, что не подтверждает гипотезу, объясняющую снижение трения.
|
