Отрыв потока за выступами в канале при низких числах Рейнольдса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат технических наук Душина, Ольга Андреевна

• Душина, Ольга Андреевна
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Душина, Ольга Андреевна

Перечень основных условных обозначений.

Введение.

Глава 1. Проблема изучения структуры течения в каналах с элементами дискретной шероховатости в форме поперечных выступов при низких числах Рейнольдса.

1.1. Интенсификация теплообмена в каналах с помощью элементов дискретной шероховатости.

1.2. Структура потока в каналах с элементами дискретной шероховатости в форме поперечных выступов.

Глава 2. Методика проведения исследований и экспериментальное оборудование.

2.1. Экспериментальная установка и рабочий участок.

2.2. Методика проведения исследований.

2.2.1. Метод Particle Image Velocimetry (PIV).

2.2.2. Обработка данных в методе PIV.

2.2.3. Визуализация течения.

2.2.4. Термоанемометрические измерения.

Глава 3. Кинематическая структура потока за поперечными выступами в канале в области ламинарно-турбулентного перехода.

3.1. Результаты визуализации течения.

3.2. Результаты исследования мгновенного векторного поля скорости потока.

Глава 4. Статистические характеристики течения за выступами» в канале на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

4.1. Результаты термоанемометрических измерений.

4.2. Результаты PIV измерений.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Отрыв потока за выступами в канале при низких числах Рейнольдса»

На современном этапе развития общества чрезвычайно актуальными становятся вопросы энерго- и ресурсосбережения. Внедрение в промышленность энергосберегающих технологий требует создания более эффективного и менее металлоемкого энергетического оборудования. В этих условиях совершенствованию процессов передачи теплоты уделяется особое внимание. Одним из путей создания экономичных теплообменных аппаратов и систем охлаждения является использование пристенной интенсификации теплообмена. Известно, что применение интенсификаторов наиболее эффективно при низких числах Рейнольдса, соответствующих ламинарному и переходному режимам течения теплоносителя (А.И.Леонтьев, Г.А.Дрейцер, Э.К.Калинин, В.И.Терехов, В.В.Олимпиев, Ю.Ф.Гортышов, Ю.Г.Назмеев и др.). На этих режимах наибольшее увеличение коэффициента теплоотдачи при меньшем приросте гидравлического сопротивления канала (затрат на прокачку теплоносителя) позволяют обеспечить элементы дискретной шероховатости в форме поперечных выступов (А.И.Леонтьев, Ю.Г.Назмеев, Ю.Ф.Гортышов, В.В.Олимпиев, И.А.Попов и др.).

Имеющиеся данные о структуре потока за поперечными выступами в каналах на ламинарном и переходном режимах течения являются неполными и не носят систематического характера. Практически отсутствуют сведения о влиянии формы выступа на границы ламинарно-турбулентного перехода и характеристики потока в канале на переходных режимах. Нет информации о динамике вихревой структуры течения^ на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода при отрыве потока за выступами различной формы, не выявлены основные закономерности распределения статистических характеристик гидродинамических параметров течения в отрывной области. Достоверные данные о структуре потока при обтекании поперечных выступов различной формы в каналах позволят выявить особенности механизмов интенсификации теплообмена в рассматриваемых условиях, осознанно«* подходить к выбору геометрических параметров элементов дискретной шероховатости и режимов работы теплообменного оборудования и, тем самым, обеспечить наибольшую его теплогидравлическую эффективность.

Таким образом, экспериментальное исследование пространственно-временной и вихревой структуры отрывного течения за элементами дискретной шероховатости в форме поперечных выступов в каналах на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода является на сегодняшний день актуальной задачей.

Цель работы: получение и обобщение экспериментальной информации о пространственно-временной и вихревой структуре течения за поперечными выступами различной формы в канале при низких числах Рейнольдса.

Научная новизна:

1. На основе сопоставления результатов экспериментальных исследований динамики кинематической структуры потока и его статистических характеристик выявлены особенности пространственно-временной и вихревой структуры потока за единичным тонким и полуцилиндрическим выступом в канале на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

2. Установлены основные закономерности формирования и эволюции крупномасштабных вихревых структур в сдвиговом слое за выступами исследуемых форм.

3. Определено влияние формы выступа на значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного' переходам в канале, вызванного отрывом потока при обтекании выступов.

4. Выявлены основные закономерности распределения статистических характеристик течения на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

Практическая значимость. Результаты исследований позволяют проводить выбор геометрических параметров элементов дискретной шероховатости и режимов работы теплообменного оборудования для обеспечения высокой эффективности его работы. Получена новая фундаментальная информация о процессах ламинарно-турбулентного перехода при отрыве потока за элементами дискретной шероховатости во внутренних течениях.

Результаты работы использованы в отчетах по гранту Президента РФ (НШ-4334.2008.8), грантам РФФИ (07-08-00330, 09-08-00597), контракту в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Рекомендации по использованию результатов. Результаты экспериментального исследования и обобщения опытных данных, а также информация о взаимосвязи режимных характеристик потока с геометрическими параметрами выступов могут быть использованы при расчете и проектировании теплообменных аппаратов. Полученные результаты дополняют базу данных для верификации теоретических моделей и методов расчета отрывных течений в дискретно шероховатых каналах.

Автор защищает:

1. Результаты комплексных экспериментальных исследований течения в канале с единичным тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами при низких числах Рейнольдса, включающих визуализацию течения, термоанемометрические измерения скорости потока и РГУ-измерения мгновенных векторных полей скорости:

2. Закономерности динамики формирования крупномасштабных вихревых структур на ранних этапах потери устойчивости слоя смешения за выступами исследуемых форм и эволюции этих структур в области присоединения потока.

3. Данные о влиянии формы выступа на значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале, вызванного отрывом потока при обтекании выступов.

4. Обобщенные закономерности изменения 1 статистических характеристик потока в канале за единичным тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных методик и аттестованных средств измерения физических параметров, соответствием экспериментальных результатов, полученных с помощью различных методов исследования, а также удовлетворительным согласием полученных данных с известными результатами других авторов.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертации получены лично соискателем. Соискатель самостоятельно провел экспериментальные исследования, выполнил обработку, анализ и обобщение полученных данных. К анализу мгновенных векторных полей скорости и завихренности потока за тонким поперечным выступом привлечены данные, полученные совместно с А.А.Паерелием. Статистическая обработка этих данных, их анализ и обобщение выполнены соискателем.

Апробация работы. Основные материалы и результаты исследований докладывались и обсуждались на XXI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», г. Казань, 12-14 мая 2009 г.; XVII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И.Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в аэрокосмических технологиях» 25-29 мая 2009 г., г.Жуковский, Россия; IX и X Международной Школе-семинаре «Модели и методы аэромеханики», г.Евпатория, Украина, 2009 и 2010 гг.; VII Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН В.Е.Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», г. Казань, 15-17 сентября 2010 г.; на итоговых научных конференциях Казанского научного центра РАН (за 2008, 2009 гг.); на аспирантских семинарах Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН в 2008- 2010 гг.

Публикации. Соискатель имеет 24 печатных работы, из них 5 - в рекомендованных ВАК РФ журналах. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 печатных работах [16-22, 43, 44, 46, 58], в том числе 2 статьи - в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций [21, 43].

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников, включающего 138 наименований. Объем диссертации составляет 166 страниц машинописного текста, включая 106 рисунков и 3 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Душина, Ольга Андреевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате совместного анализа экспериментальной информации о динамике кинематической структуры течения, мгновенных векторных полях скорости потока, его локальных и распределенных статистических характеристиках получены новые закономерности пространственно-временной и вихревой структуры потока в канале за тонким и полуцилиндрическим поперечными выступами при низких числах Рейнольдса (Кен=372.8535).

2. Выявлено влияние формы поперечного выступа на критическое значение числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале, при котором в слое смешения за выступом начинается формирование крупномасштабных поперечных вихревых структур. Показано, что для тонкого выступа (ребра) это значение составляет Кен~500 (1^-130), а для полуцилиндрического выступа Кен~1300 (Яеь~ 230).

3. Выявлено два наиболее вероятных сценария эволюции крупных вихрей в области присоединения потока. Для каждой формы выступа определен диапазон чисел Рейнольдса, в пределах которого реализуются эти сценарии. Показано, что, начиная с Кен~1300 для выступов обеих форм в окрестности области присоединения потока наблюдается эффект попарного слияния вихрей.

4. По результатам визуализации и спектрального анализа данных термоанемометрических измерений скорости потока выполнена оценка частоты формирования вихревых структур в слое смешения. Получена зависимость этой частоты от числа Рейнольдса.

5. Установлено, что область начала формирования крупномасштабных вихревых структур в слое смешения совершает низкочастотные колебания в продольном направлении. Для обеих форм выступа определены закономерности изменения частоты и амплитуды этих колебаний от числа Рейнольдса.

6. Выполнена оценка скорости переноса крупномасштабных вихревых структур, формирующихся в слое смешения на различных этапах ламинарно-турбулентного перехода. Показано, что на начальной стадии формирования вихрей она составляет 0,5. 0,6 скорости невозмущенного потока и увеличивается с удалением от выступа.

7. На основе Р1У-измерений получены основные закономерности распределения статистических характеристик скорости потока в канале за выступами исследуемой формы. Выявлены основные отличия в уровне корреляций <и'и'> и <м'у'>, положении их локальных максимумов по высоте канала и по продольной координате для тонкого и полуцилиндрического выступов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Душина, Ольга Андреевна, 2010 год

1. Боголюбов Ю.Н., Лифшиц М.Н., Григорьев Г.В. Результаты исследования и промышленного внедрения винтообразно профилированных труб // Теплоэнергетика. 1981. №7. С.48-50.

2. Бойко A.B., Грек Г.Р., Довгаль A.B., Козлов В.В. Возникновение турбулентности в пристенных течениях. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН. 1999. 328 с.

3. Власов Е.В., Гиневский A.C., Каравосов Р.К., Франкфурт М.О. Статистические характеристики пульсаций давления в зоне отрыва потока на пластине за интерцептором // Акустический журнал. 1979.- Т. 25, вып. 3. С.367-372.

4. Голдстин, Эриксен, Олсон, Эккерт. Отрыв ламинарного пограничного слоя, повторное присоединение и перестройка режима течения при обтекании уступа // Теоретические основы инженерных расчетов. 1970, № 4 с.56.

5. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В. Теплообменные аппараты с интенсифицированным теплообменом. Казань: КГТУ им. А.Н.Туполева, 1999. 175 с.

6. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Байгалиев Б.Е. Теплогидравлический расчет и проектирование оборудования с интенсифицированным теплообменом. Казань: Изд-во Казан. Гос. техн. ун-та, 2004. 432 с.

7. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Попов И.А. Эффективность промышленно перспективных интенсификаторов теплоотдачи. (Обзор. Анализ. Рекомендации) // Изв. РАН. Энергетика. 2002. №3. С.102-118.

8. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А., Олимпиев В.В., Щелчков A.B., Каськов С.И. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования. Интенсификация теплообмена: монография / под общ. ред.

9. Ю.Ф.Гортышова- Казань: Центр инновационных технологий, 2009.- 531 с.

10. Грешилов Е.М., Евтушенко A.B., Лямшев J1.M. О спектральных характеристиках пристеночных пульсаций давления при отрыве пограничного слоя за выступом на гладкой стенке // Акустический журнал. 1969.- Т. 15, вып. 1. С.33-39.

11. Ю.Дзюбенко Б.В., Кузма-Кичта Ю.А., Леонтьев А.И. и др. Интенсификация тепло- и массообмена на макро-, микро- и наномасштабах М.: ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ», 2008. 536 с.

12. Диковская И.Д., Довгаль A.B., Сорокин A.M. Переход к турбулентности и образование регулярных вихрей в зоне отрыва пограничного слоя // Теплофизика и аэромеханика 1999 - т.6, №1. - С.27-36.

13. Довгаль A.B., Сорокин A.M. Неустойчивость течения в зоне отрыва ламинарного пограничного слоя к сходу периодических вихрей // Теплофизика и аэромеханика.- 2001 Т.8, №2 - С.189-197.

14. Довгаль A.B., Сорокин A.M. Экспериментальное моделирование периодического вихреобразования при отрыве течения за уступом поверхности // Теплофизика и аэромеханика — 2002. Т.9, №2. С. 193-200.

15. Н.Дурст Ф., Растоги А.К. Теоретические и экспериментальные исследования турбулентных течений с отрывом // Турбулентные сдвиговые течения 1. -М.: Машиностроение. 1982. С.214-227.

16. Дурст Ф., Растоги А.К. Турбулентное течение за двумерными перегородками // Турбулентные сдвиговые течения 2- М.: Машиностроение.-1983.- С.229-246.

17. Душина O.A., Молочников В.М. Проблема моделирования отрывных течений в пакете FLUENT // Модели и методы аэродинамики. Материалы Девятой Международной школы-семинара. Евпатория, 4-13 июня 2009. -М.: МЦНМО- 2009. С. 72-74.

18. Душина O.A., Молочников В.М., Михеев Н.И., Паерелий A.A., Леманов В.В. Управление ламинарно-турбулентным переходом для интенсификации теплообмена в каналах с элементами дискретной шероховатости // Тепловые процессы в технике. 2009 №10. С.410-415.

19. Душина O.A., Молочников В.М., Паерелий A.A., Михеев Н.И., Леманов

20. B.В. Структура потока за выступом в канале в условиях ламинарно-турбулентного перехода // Теплофизика и аэромеханика. 2010 Т.17, №3.1. C. 349-361.

21. Итон Дж.К., Джонстон Дж.П. Обзор исследований дозвуковых присоединяющихся течений // Ракетная техника и космонавтика. 1981. Т. 19, №10 —С.7-19.

22. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З., Мякочин A.C. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998, 407 с.

23. Кантуэлл Б.Дж. Организованные движения в турбулентных потоках // Вихри и волны.- М.: Мир.- 1984.- С.9-79.

24. Кикнадзе Г.И., Гачечиладзе И.А., Алексеев В.В. Самоорганизация смерчеобразных струй в потоках вязких сплошных сред и интенсификация тепломассообмена, сопровождающая это явление. М.: Изд-во МЭИ, 2005, 84 с.

25. Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К., Подымако Н.Ф., Хабенский В.Б. Самоорганизация вихревых структур при обтекании водой полусферической лунки // Докл. АН СССР.- 1986.- Т.291, №1.- С.1315-1318.

26. Кикнадзе Г.И., Олейников В.Г. Самоорганизация смерчеобразных вихревых структур в потоках газов и жидкостей и интенсификация тепло-и массообмена // Препринт Института теплофизики СО АН СССР, 1990. 227.-46 с.

27. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М., Давлетшин И.А. Процессы переноса импульса и теплоты в пристенных турбулентных течениях // Тр. 3-й Рос. Нац. конф. по теплообмену. Москва,21-25 октября 2002г. Москва: Изд. МЭИ. Т.2. С. 174-177.

28. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М., Сайкин А.К. Термоанемометрические измерения поверхностного трения в отрывных течениях. Казань: АБАК, 1998. 134 с.

29. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М., Сайкин А.К. Характеристики вектора поверхностного трения в турбулентных отрывных и присоединяющихся течениях // Известия РАН. Энергетика. 1998. №4. С. 3-31.

30. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М., Стинский Г.В. Характеристики поверхностного трения и теплового потока в турбулентных отрывных течениях // Изв. РАН. Энергетика. 2002. N5. СЛ19-153.

31. Козлов В.В., Грек Г.Р., Лефдаль Л.Л. и др. Роль продольных локализованных структур в процессе перехода к турбулентности в пограничных слоях и струях (обзор) // ПМТФ. 2002. Т. 43. № 2. С. 62.

32. Комаров П.Л., Поляков А.Ф. Исследование характеристик турбулентности и теплообмена за обратным уступом в щелевом канале / Препринт ИВТАН №2-396.-М., 1996, 70 с.

33. Ларичкин В.В., Литвиненко М.В., Щербаков В.А. Экспериментальное исследование турбулентного течения в окрестности двумерного препятствия в пограничном слое // Теплофизика и аэромеханика.- 2002. Т.9,. №1. С.73-85.

34. Леонтьев А.И., Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Попов И.А. Эффективные интенсификаторы теплоотдачи для ламинарных (турбулентных) потоков в каналах энергоустановок // Изв. РАН. Энергетика. 2005. №1, С.75-91.

35. Леонтьев А.И., Ивин В.И., Грехов Л.В. Полуэмпирический способ оценки уровня теплообмена за точкой отрыва пограничного слоя // ИФЖ. 1984. Т.47. № 4. С. 543.

36. Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1980. 143 с.

37. Молочников В.М., Михеев Н.И., Душина O.A. Исследование применимости пакета Fluent к моделированию дозвуковых отрывных течений // Теплофизика и аэромеханика. 2009. Т. 16, №3. С.387-394.

38. Молочников В.М., Михеев Н.И., Паерелий A.A., Хайрнасов K.P. Отрыв потока за выступом в канале при ламинарном режиме течения // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Т. 15, № 4. С. 611-621.

39. Мосс В.Д., Бэкер С., Бредбери Л.Дж.С. Измерения средней скорости и рейнольдсовых напряжений в некоторых областях рециркуляционных течений // В сб. Турбулентные сдвиговые течения. М.: Машиностроение, 1982. С.203-213.

40. Назмеев Ю.Г. Теплообмен при ламинарном течении жидкости в дискретно-шероховатых каналах. М.: Энергоатомиздат, 1998. 376 с.

41. Павловский В.Г. К вопросу о влиянии конфигурации турбулизаторов на тепловую эффективность поверхности стенки канала // ИФЖ, 1969. Т. 17. №1. С.156-159.

42. Паерелий A.A. Пространственно-временная структура потока в каналах с элементами дискретной шероховатости на ламинарном и переходном режимах течения. Дис. . канд. техн. наук. Казань. 2009. 124 с.

43. Паерелий A.A., Душина O.A. Визуализация отрывного течения за выступом в канале в условиях ламинарно-турбулентного перехода // Материалы VII Школы-семинара молодых ученых и специалистов акад.

44. В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», Казань, 15-17 сентября 2010 г. Изд-во Казанского гос. ун-та. 2010. С.210-213.

45. Руководство пользователя программы "ActualFlow". Версия 1.15 // Новосибирск. Институт теплофизики СО РАН. 2007. 160 с.

46. Синха С.Х., Гупта А.К., Оберай М.М. Ламинарное отрывное обтекание уступов и каверн. Часть I. Течение за уступом // Ракетная техника и космонавтика. 1981. Т.19, №12.- С.33-37.

47. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Смульский Я.И. Особенности теплообмена в отрывном течении за плоским ребром, расположенным под углом к основному потоку, при изменении внешней турбулентности // Теплофизика и аэромеханика. 2008-Т.15, №2. С.219-227.

48. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Шапорин А.В. Теплоотдача в трехмерном отрывном течении прямоугольной каверны // Промышленная теплотехника, 1999.- Т.21, №2-3. С.22-25.

49. Хун, Се, Ши. Численный расчет отрыва и присоединения потока при ламинарном обтекании установленного на плоской поверхности ребра // Современное машиностроение. Сер.А. 1991, №9, С.43-51.

50. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. - 712 с.

51. Ahn S.W. The effect of roughness type on friction factors and heat transfer in roughened rectangular duct // Int. Comm. Heat Mass Transfer, 2001. Vol.28, pp.933-942.

52. Ahn S.W., Choi H., and Lee J.S. Large eddy simulation of flow and heat transfer in a channel roughened by square or semicircular ribs // Trans. ASME J. Turbomach, 2005. Vol.127, pp.263-269.

53. Alam M., Sandham N.D. Direct numerical simulation of "short" laminar separation bubbles with turbulent reattachment // J. Fluid Mech. 2000, 403. P.223-250.

54. Armaly B.F., Durst F., Pereira J.C.F., Schonung B. Experimental and theoretical investigation of backward-facing step flow // J. Fluid Mech. 1983, vol.127. P.473-496.

55. Armaly B.F., Li A., Nie J.H. Measurements in three-dimensional laminar separated flow // Int. J. Heat Mass Transfer 46. 2003. P.3573-3582.

56. Barton I.E. Computation of particle tracks over a backward-facing step // J. Aerosol.- 1995. Vol.26, No. 6. P.887-901.

57. Barton I.E. The entrance effect of laminar flow over a backward-facing step geometry // Int. J. Numerical Meth. Fluids 1997. Vol.25. P.633-644.

58. Becker S., Condie K.G., Stoots C.M., McEligot D.M. Reynolds stress development in the viscous layer of a transitional boundary layer // LaminarTurbulent Transition (Ed: H.F.Fasel and W.C.Saric). 2000. Berlin: Springer, pp.327-332.

59. Becker S., Stoots C.M., Condie K.G., Durst F. and McEligot D.M. LDA-measurements of transitional flows induced by a square rib // J. Fluid Eng. 124, 2002, pp.108-117.

60. Biswas G., Breuer M., Durst F. Backward-facing step flows for various expansion ratios at low and moderate Reynolds numbers // J. Fluids Eng. 2004, Vol.126. P.362-374.

61. Boiko A., Dovgal A., Hein S., Henning A. Particle image velocimetry of a low-Reynolds-number separation bubble // Exp. Fluids. 2010. DOI 10.1007/s00348-010-0887-z (published online).

62. Bradshaw P. and Wong F.Y.F. The reattachment and relaxation of a turbulent shear layer // J. Fluid Mech., Vol.52, Pt.l, 1972, pp.113-135.

63. Chandra P.R., Fontenot M.L., and Han J.C. Effect of rib profiles on turbulent channel flow heat transfer // AIAA J. Thermophysics and Heat Transfer, 1998. Vol.12, pp.116-118.

64. Chandrsuda C. A reattaching turbulent shear layer in incompressible flow // Ph.D.thesis, Dept. of Aeronautics, Imperial College of Science and Technology, 1975.

65. Chen Y.-M., Wang K.-C. Simulation and measurement of turbulent heat transfer in a channel with a surface-mounted rectangular heated block // Heat and Mass Transfer, 1996. 31, pp.463-473.

66. Chiang Shih, Chih-Ming Ho. Three-dimensional recirculation flow in a backward facing step // J. Fluids Eng. Vol. 116. 1994.- P.228-232.

67. Chiang T.P., Sheu T.W.H. A numerical revisit of backward-facing step flow problem // Phys. Fluids.- 1999. Vol.11, №4. P.862-874.

68. Ciofalo M. Large-eddy simulation of turbulent flow and heat transfer in plane and rib-roughened channels // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1992. Vol.15.—pp.453-489.

69. Cui J., Patel V.C., Lin C.-L. Large-eddy simulation of turbulent flow in a channel with rib roughness // Int. J. Heat and Fluid Flow. 2003. 24 pp.372388.

70. Denham M.K. and Patrick M.A. Laminar flow over a downstream facing step in a channel // Transactions of the Institute of Chemical Engineers, Vol.52, 1974, pp.361-367.

71. Djenidi L., Elavarasan R., Antonia R.A. The turbulent boundary layer over transverse square cavities // J. Fluid Mech. 395. 1999, pp.271-294.

72. Dovgal A.V., Kozlov V.V., Michalke A. Laminar boundary layer separation: instability and associated phenomena // Prog Aerospace Sci.- 1994.- 30.- Pp.6194.

73. Edwards F.J., Sheriff N. The heat transfer and friction characteristic for forced convection air flow over a particular type of rough surface // International development in heat transfer, Part II. pp.415-425.

74. Erturk E. Numerical solutions of 2-D steady incompressible flow over a backward-facing step, Part I: high Reynolds number solutions // Computers&Fluids 37. 2008. P.633-655.

75. Gee D.L., Webb R.L. Forced convection heat transfer in helically rib-roughened tubes // Int. J. Heat Mass Transfer. 1980. V.23. P. 1127-1136.

76. Han J.C. Heat transfer and friction in channels with two opposite rib-roughened walls // Trans. ASME J. Heat Transfer, 1984. Vol.106.- pp.774-781.

77. Han J.C., Glicksman L.R., and Rohsenow W.M. An investigation of heat transfer and friction for rib-roughened surfaces // Int. J. Heat Mass Transfer, 1978. Vol.21, pp.1143-1156.

78. Kamali R., and Binesh A.R. The importance of rib shapes on the local heat transfer and flow friction characteristics of square ducts with ribbed internal surface // Int. Comm. Heat Mass Transfer, 2008. Vol.35, pp. 1032-1040.

79. Ke F., Lui V., Chen H., Hide K. Simultaneous flow visualization and wall-pressure measurement of the turbulent separated and reattaching flow over backward-facing step // J. Hydrodyn. B. 2007. V.19, № 2.- P. 180-187.

80. Kim J., Kline S.J., and Johnston J.P. Investigation of separation and reattachment of a turbulent shear layer: flow over a backward-facing step // Thermosciences Div., Dept. of Mechanical Engineering, Stanford Univ., Rept. MD-37, 1978.

81. Kottke V. Influence of temperature and concentration boundary layers at separation on heat and mass transfer in separated flows // Proc. 7 Int. Heat Transfer Conf. Munich, 1982, V.3, p.177-182.

82. Krogstad P.A., Antonia R.A., Browne L.W. Comparison between rough- and smooth-wall turbulent boundary layers // J. Fluid Mech. 245. 1992, pp.599-617.

83. Lee T., Mateescu D. Experimental and numerical investigation of 2-D backward-facing step flow // J. Fluids Struct 1998. No. 12. P.703-716.

84. Liou T.M., and Hwang J J. Effect of ridge shapes on turbulent heat transfer and friction in rectangular channel // Int. J. Heat Mass Transfer, 1993. Vol.36, pp.931-940.

85. Liou T.-M., Chang Y., Hwang D.-W. Experimental and computational study of turbulent flows in a channel with two pairs of turbulence promoters in tandem // Journal of Fluids Engineering. 1990. Vol.112. pp.302-310.

86. Liou T.-M., Hwang J.-J. Turbulent heat transfer augmentation and friction in periodic fully developed channel flows // ASME Journal of Heat Transfer. 1991, Vol.114, No.l,pp.56-64.

87. Liou T.-M., Hwang J.-J., Chen S.-H. Simulation and measurement of enhanced turbulent heat transfer in a channel with periodic ribs on one principal wall // Int. J. Heat Mass Transfer. 1993. Vol.36, No.2, pp. 507-517.

88. Liou T.-M., Wu Y.-Y., Chang Y. LDV measurements of periodic fully developed main and secondary flows in a channel with rib-disturbed walls // J. Fluids Eng. 1993. Vol. 15, pp. 109-114.

89. Lockett J.F., and Collins M.W. Holographic interferometry applied to rib-roughness heat transfer in turbulent flow // Int. J. Heat Mass Transfer, 1990. Vol.33, pp.2439-2449.

90. McGuinness M. Flow with a separation bubble steady and unsteady aspects // Ph.D. thesis, Cambridge Univ., 1978.

91. Morinishi Y., and Kobayashi T. Turbulence structure of separation region in backward-facing step flow (Estimation using LES data) // Trans. Japan Soc. Mech. Eng. B, 58. 1992, pp.2730-2735.

92. Nie J.H., Armaly B.F. Reattachment of three-dimensional flow adjacent to backward-facing step // J.Heat Transfer. 2003. Vol.125. P. 422-428.

93. Nie J.H., Armaly B.F. Reverse flow regions in three-dimensional backward-facing step flow // Int. J. Heat Mass Transfer. 2004. 47.- pp.4713-4720.

94. Okamoto S. et al. Turbulent shear flow and heat transfer over the repeated two-dimensional square ribs on ground plane // Journal of Fluids Engineering. 1993. Vol.115.-pp.631-637.

95. Okita Y., Ayukawa K., Nakamura K., Ichimiya M., Nakase Y. The flow over an inclined fence in a turbulent boundary layer // Nihon kikai gakkai ronbunshu. B=Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. B 2001. Vol.67, №655. P.645-650.

96. Panigrahi P.K. Fundamentally excited flow past a surface-mounted rib. Part II: Kinetic energy budget details // Sadhana- 2001. Vol.26. Part 5. P.413-437.

97. Pauley L.L., Moim P., Reynolds W. The structure of two-dimensional separation // J. Fluid Mech. 1990, 220. P.397-411.

98. Paumard G. Forced convection in corrugated tubes // Int. Seminar "Heat and Mass Transfer in Flow with Separated Regions and Measurement Techniques". Herceg-Novi, Yugoslavia, September 1-13, 1969. P.34.

99. Perry A.E., Schofield W.H., Joubert P.N. Rough wall turbulent boundary layers // J. Fluid Mech. 1969. 37.- pp.383-413.

100. Rani H.P., Sheu T.W.H., Tsai S.F. Eddy structures in a transitional backward-facing step flow // J. Fluid Mech.- 2007. Vol.588. P.43-58.

101. Richards R.F., Young M.F., Haiad J.C. Turbulent forced convection heat transfer from a bottom heated open surface cavity // Int. J. Heat Mass Transfer, 1987.- V.30, No. 11.- P.2281-2287.

102. Rinoie K., Shirai Y., Sunada Y. Behavior of separated and reattaching flow formed over a backward facing step // Trans. Japan Soc. Aero. Space Sei. 2002. Vol.45, No. 147, pp.20-27.

103. Sato H., Hashida K., Maeda M. Characteristics of turbulent flow and heat transfer in a rectangular channel with repeated rib roughness // Exp. Heat Transfer. 1992, vol.5, pp.1-16.

104. Sethumadhavan R., Raja Rao M. Turbulent flow heat transfer fluid friction in helical-wire-coil-inserted tubes // Int. J. Heat Mass Transfer. 1983. V.26. P.1833-1844.

105. Shin C., Ding Z., Buzyna G., Wang X. The unsteady flow structure of backward-facing step // Proc. of the 6th Int. Symp. on Flow Modelling and Turbulence Measurements. Sept. 1996, Tallahassee, USA. Balkema, Rotterdam - 1996.-P.55-62.

106. Sigurdson L.W., Roshko A. The structure and control of a turbulent reattaching flow / Turbulence Management and Relaminarization.- SpringerVerlag, 1988.- P.497-514.

107. Stoots C.M., Becker S., Condie K.G., Durst F. and D.M.McEligot. A large-scale matched-index-of-refraction flow facility for LDA studies of complex geometries //Exp. Fluids, 30. 2001, pp.391-398.

108. Stüer H. Investigation of separation on a forward facing step / Schriftenreihe des Instituts für Hydromechanik und Wasserwirtschaft. — Zürich; 1999.- Band 5.-170 s.

109. Tachie M.F. Particle image velocimetry study of turbulent flow over transverse square ribs in an asymmetric diffuser // Physics of fluids, 19. 2007. -P.(065106)-l-(065106)-15.

110. Tani J. Turbulent boundary layer development over rough surfaces // Perspectives in Turbulent Studies. Springer. 1987.

111. Taslim M.E., and Korotky G.J. Low-aspect-ratio rib heat transfer coefficient measurements in a square channel // Tran. ASME J. Turbomach., 1998. Vol.120, pp. 831-838.

112. Terekhov V.I., Tretyakov S.P., Yarygina N.I. Heat transfer in turbulent separated flows behind large obstacles on the plate // Heat Transfer Research, 1993. Vol.25, No.5, pp.615-619.

113. Tylli N., Kaiktis L., Ineichen B. Sidewall effects in flow over a backward-facing step: Experiments and numerical simulations // Physics of Fluids. Vol.14. 2002 -P.3835-3845.

114. Wee D., Yi T., Annaswamy A., Ghoniem A. Self-sustained oscillations and vortex shedding in backward-facing step flows: simulation and linear instability analysis // Physics of Fluids. Vol.16. 2004. P.3361-3373.

115. Yanaoka H., Inamura T., Kobayashi R. Numerical simulation of separated flow transition and heat transfer around a two-dimensional rib // Heat Transfer -Asian Research, 36 (8), 2007. P. 513-528.

116. Yanase S., Kawahara G., Kiyama H. Three-dimensional vortical structures of a backward-facing step flow at moderate Reynolds numbers // J. Phys. Soc. Jap.- 2001. Vol.70, №12. P.3550-3555.

117. Yang Z., Voke P.R., Large-eddy simulation of boundary-layer separation and transition at a change of surface curvature // J. Fluid Mech. 2001, 439.1. P.305-333.