Аналитическое решение для самоиндуцированного движения винтового вихря с гауссовым ядром
В.Л. Окулов1,2,3, Я. Фукумото4
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
vokulov@mail.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
3Датский технический университет, Люнгбю, Дания
4Университет Кюсю, Фукуока, Япония
yasuhide@imi.kyushu-u.ac.jp
Ключевые слова: вихревая динамика, винтовой вихрь, гауссово распределение завихренности, самоиндуцированное вращение
Страницы: 507-514
Аннотация
Представлено аналитическое решение для винтовых вихрей с гауссовым распределением завихренности в ядре, которое подтверждено путем экспериментальных и численных моделирований. Данный результат получен путем распространения методики Дайсона для закона Био-Савара. Ранее аналитические решения были найдены и исследованы только для вихрей с постоянным распределением завихренности в ядре (вихревое ядро типа Рэнкина). Одним из важных является вопрос, поднятый в ходе дискуссии и касающийся различия между самоиндуцированными движениями винтообразных структур с обоими типами вихревого ядра. Предлагаемые решения имеют значение для фундаментального понимания и описания поведения потоков с винтовыми вихрями в различных областях промышленности и в природе. В качестве примеров можно привести концевые вихри за роторами ветро- или гидротурбин, торнадо или приосевые вихри в аэродинамических устройствах, таких как вихревые аппараты и генераторы; циклонные сепараторы, камеры сгорания и др.
|
