ЯВЛЕНИЕ УДВОЕНИЯ ПЕРИОДА В ПУЛЬСИРУЮЩЕМ ТУРБУЛЕНТНОМ ТЕЧЕНИИ
Автор: Николай Игоревич Старцев
Соавторы: Н.В. Никитин
Организация: НИИ механики МГУ
Проведено численное исследование пульсирующего турбулентного течения в трубе квадратного сечения при β=1 (β – относительная амплитуда осцилляций расхода) и нескольких значениях числа Рейнольдса от Re=4400 до Re=8000. При варьировании периода осцилляций уравнения Навье-Стокса решаются с начальным условием, соответствующем мгновенному полю скорости предварительно рассчитанного стационарного (непульсирующего) турбулентного течения при рассматриваемом числе Рейнольдса [1]. При значении параметра β=1 расход меняется во времени от 0 до 2 (в единицах среднего за период расхода), таким образом, на определённых фазах движения средняя скорость близка к нулю. В этих условиях можно ожидать, что при стремлении частоты осцилляций расхода к нулю, когда течение становится квазистационарным, турбулентный режим не сможет сохраняться, и течение перейдёт в ламинарное. Это предположение было подтверждено расчётами.
При приближении периода осцилляций (T) к критическому, при котором наступает реламиниризация потока, обнаружено, что турбулентные характеристики ведут себя периодически во времени, но с периодом, дважды превышающем период осцилляций расхода (рис.1). То есть возникает эффект удвоения периода [2]. Определены свойства течений с удвоенным периодом при изменении числа Рейнольдса и варьировании размера расчётной области (длины трубы).
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, проект № 22-21-00184 с использованием вычислительных ресурсов ОВК НИЦ «Курчатовский институт», http://computing.nrcki.ru