Управление течением в изотермическом и неизотермическом следах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, доктор технических наук Жданов, Валерий Львович

• Жданов, Валерий Львович
• доктор технических наук
• 2001

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление течением в изотермическом и неизотермическом следах»

Разработка методов контроля аэродинамических характеристик обтекаемых тел -задача, которая постоянно привлекает внимание исследователей. По мере накопления знаний о физической картине обтекания объекта, ее детализации, изменялись и подходы к решению этой задачи. Причиной изменения характера обтекания объектов является отрыв течения, который может происходить в пограничном слое и на острых кромках тела. Отрыв сопровождается изменением направления движения среды, скорости, давления, поэтому исследования этого типа течения достаточно сложны. По данной теме существует большое число публикаций, преимущественно экспериментальных исследований, которые обобщены в монографиях [1,2]. Численные исследования этого явления наиболее интенсивно стали развиваться в течение последних двадцати лет, что обусловлено прогрессом в развитии вычислительной техники, методов вычислительной математики имительным ростом возможностей ЭВМ. Работы [3-5] достаточно полно отражают уровень численного моделирования отрыва.

Основными причинами отрыва являются: 1) конечная протяженность поверхности тел; 2) резкое изменение контура обтекаемого тела; 3) влияние вязкости; 4) положительный градиент давления в направлении течения [с. 15, 2]. Отрыва потока можно избежать, профилируя контур тела таким образом, чтобы обеспечить отрицательный или достаточно малый положительный градиент давления в направлении течения и формируя заднюю кромку малой толщины. Однако расчет такого профиля весьма сложная задача. Того же результата - минимизации сопротивления объекта - можно достигнуть, не изменяя самого объекта, но трансформируя структуру набегающего потока.

В ряде случаев создание искусственно вызываемого отрыва может быть использовано для улучшения обтекания тела с передней срывной зоной. Среди технических решений можно отметить способ организации пристеночных циркуляционных зон путем формирования внешнего по отношению к телу течения [5]. Так, размещение диска перед затупленным телом вращения позволяет в несколько раз снизить сопротивление движению [5-8]. Подбором соответствующих параметров насадки удается создать интенсивность циркуляционного течения перед моделью, при котором давление на передней кромки может быть меньше, чем донное давление. Это реализуется в «тяговое» усилие, а сопротивление системы диск-тело становится сопоставимым с сопротивлением удобообтекаемых тел [5]. Следует отметить, что при исследовании характера взаимодействия набегающего на препятствие потока было установлена зависимость поля скорости на поверхности от завихренности внешнего течения [с.22, 9].

Как отмечалось выше, тело конечной протяженности с тупым донным срезом неизбежно вызывает отрыв течения за ним. Этот отрыв сохраняется независимо от истории развития пограничного слоя на поверхности и обуславливает разрежение давления у основания и возникновение нестационарных нагрузок. Действуя на поверхность донного среза, давление приводит к появлению силы, направление которой совпадает с направлением сопротивления. В результате сопротивление тела возрастает. Существуют объекты (крупные строительные сооружения, транспортные средства), которые, в силу различных причин, имеют большую поверхность донного среза и характеризуются интенсивным отрывом сдвиговых слоев с кромок основания. Величина донного сопротивления этих тел может определять величину полного сопротивления. Предотвратить такого рода отрыв течения невозможно, но, воздействуя на область течения за объектом, можно снизить масштаб его последствий. Методы, позволяющие увеличить донное давления на основании тел (уменьшить донное сопротивление) упомянуты в монографиях [1,2] и подробно представлены в работах [10-28]. Этими исследованиями было установлено, что разрежение в следе обусловлено формированием за телом вихревых структур -дорожки Кармана. Максимум снижения давления наблюдался на некотором расстоянии от основания модели, которое совпадало с центром первого вихря нестационарного следа. Таким образом, донное сопротивление обусловлено вихревой структурой течения за телом.

Наибольшее снижение донного сопротивления тела достигалось установлением разделительной пластины в кормовой части модели [11-18], выдувом струи из щели на основании модели [19-24], образованием изломанной задней кромки модели [2528]. Указанные методы воздействуют на область течения за моделью различным образом, но при этом достигается почти одинаковый прирост донного давления. Данный факт можно рассматривать, как свидетельство существования некоторого ключевого механизма, приводящегося в действие всеми методами и изменяющего условия формирования вихрей за телом подобным образом. Удаление формирования вихревого нестационарного следа от основания тела в результате воздействия каждого из упомянутых методов, отмеченное при установке разделительной пластины и низконапорного выдува, не объясняет в полной мере изменения как донного давления, так и числа Струхапя, регистрируемых в этих исследованиях. На этот факт обращено внимание и в работе [с.209, 4], где указывается на сложный характер взаимодействия разделительной пластины с турбулентным следом, детали которого все еще остаются неясными, что в полной мере можно отнести и на счет других методов.

Исследованию структурных изменений течений в следе в известных литературных источниках уделено недостаточное внимание. Имеющиеся данные ограничены, как по измеряемым параметрам течения, так и по расстоянию, на котором они контролировались [29,30]. Этот пробел может быть восполнен путем изучения зависимости величины донного давления не только от структуры формируемого вихревого следа, но и от условий развития отрывающихся сдвиговых слоев для одного из вышеперечисленных методов. Поскольку вихревой след образуется в результате взаимодействия сходящих с тела сдвиговых слоев их структура, по-видимому, оказывает влияние на параметры нестационарного течения в следе. Можно предположить, что упомянутые методы приводят к снижению завихренности сдвиговых слоев за счет возрастания потока завихренности обратного знака, поступающего в вихревую пелену сдвигового слоя из зоны отрыва. Из трех методов, метод управления с помощью истечения струи представляется наиболее предпочтительным объектом изучения, прежде всего с точки зрения его более простой адаптации к широкому классу инженерных конструкций.

Известно [31-34]', что с помощью размещения тонкой пластины внутри пограничного слоя достигалось снижение локального сопротивления трения на 30 -40% на расстоянии 100 значений толщины пограничного слоя вниз по потоку от пластины. Общее сопротивление (учитывающее сопротивление пластины) уменьшалось на 7 - 20%. Таким образом, заметный эффект может быть получен за счет относительно слабого воздействия, изменяющего структуру сдвигового слоя. Приведет ли данный метод (например, с помощью установки тонких пластин на участке, предшествующем отрыву) к изменению параметров формирующегося вихря, а, следовательно, и донного давления? Будут ли регистрируемые изменения иметь практическую значимость? Постановка такой задачи в литературе не отмечена. Привлекательность данного метода контроля донного давления заключается в малом масштабе воздействия на структуру потока (как энергетическом, так и пространственном), по сравнению с вышеперечисленными способами.

Другой перспективный способ управления обтеканием тела путем воздействия на пограничный слой - это образование на поверхности тела незамкнутых полостей, вихревых ячеек [35,36]. В ячейках набегающим потоком генерируются вихри, которые, воздействуя на пограничный слой, изменяют его структуру и, тем самым, течение за телом. Численное моделирование обтекания тела с вихревыми ячейками позволяет изучить влияние наведенной циркуляции на сопротивление модели, что чрезвычайно сложно сделать в эксперименте. Исследования показали, что существенно изменить структуру течения за телом пассивными ячейками не удавалось, но интенсификация циркуляционного течения в них, например, отсосом среды из ячеек [37] сопровождалась ростом донного давления. Представляет интерес оценить влияние наведенной завихренности, уровень которой изменяется с помощью расположенного в ячейке вращающегося цилиндра, на изменение структуры течения в следе и аэродинамические характеристики тела.

В неизотермическом следе трансформация структуры поля скорости под влиянием того или иного метода управления течением, очевидно, отражается и на развитии поля температуры за телом. Температура является скаляром, но законы ее развития в следе не следуют буквально изменениям поля скорости, что в значительной степени усложняет моделирование неизотермических течений. В отличие от динамических параметров течения тепловые изучены менее подробно и число таких исследований значительно меньше. В частности, экспериментальные данные по тепловому следу за осесимметричными телами (диском, сферой, спутной струей) весьма ограничены [38-42]. Для отработки расчетных моделей турбулентности необходимо иметь результаты экспериментальных исследований за телами различной формы, чтобы выяснить какие из характеристик неизотермического сдвигового течения являются универсальными, а какие определяются формой тела. Исследования неизотермического следа за эллипсоидом вращения, формируемого истечением с различной скоростью нагретой струи, расширяет базу экспериментальных исследований для оценки влияния не только формы тела, но и начальных условий образования следа на законы развития параметров течения. В частности, они позволяют оценить, как долго параметры поля скорости и поля температуры сохраняют информацию об особенностях начального участка следа.

Известно, что отрывное течение интенсифицирует теплообмен в области присоединения к поверхности [43, 44]. Однако в каналах образование отрывного течения сопровождается значительным ростом потерь давления на прокачку теплоносителя. Альтернативой отрыву в каналах являются вихревые структуры. Очевидно, что чем больше их масштаб, тем интенсивней происходит перенос тепла в поперечном сечении канала и тем больше энергии затрачивается на их производство. Тенденция развития теплообменной аппаратуры, выражаемая ростом передаваемых тепловых мощностей в ограниченном объеме, определяет необходимость разработки методов, обеспечивающих опережающий прирост теплоотдачи по сравнению с ростом потерь давления. Такой эффективный способ, как закрутка потока [45, 46] не может удовлетворить этому требованию. Поскольку основное термическое сопротивление в поперечном сечении канала сосредоточено в пограничном слое, представляется целесообразным осуществлять воздействие на эту область течения с целью интенсификации переноса тепла от ядра потока в стенку. Ряд способов такого воздействия рассмотрен в монографии [47]. Установка пластины в границах пограничного слоя, как отмечено выше, приводит к изменению поверхностного трения, а, следовательно, влияет на теплообмен. В силу ограничения прилагаемого воздействия масштабом толщины этого слоя, потери давления в канале, по-видимому, не изменятся. Это и определяет интерес к подобным исследованиям.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Течение в следе представляет собой отрывную область, формируемую сдвиговыми слоями, сходящими с кромок обтекаемого тела. Влияние этой области на аэродинамические характеристики тела проявляется в росте донного сопротивления и возникновении знакопеременной нагрузки, обусловленной нестационарным сходом сдвиговых слоев. Изменения указанных параметров, определяемые формой обтекаемого объекта, тем значительней, чем интенсивнее отрыв и чем большую зону течения он захватывает. Для ряда объектов (строительные сооружения, транспорт), за которыми генерируется сильный отрыв, выполнить профилирование кормовой части для снижения его последствий в силу различных причин не представляется возможным.

Исследования последних 40 лет установили зависимость аэродинамических характеристик обтекаемых моделей от структуры области отрыва. Показано, что сопротивление модели может быть уменьшено при изменении условий образования вихревого следа. В настоящее время известен ряд методов: установка разделительной пластины, низконапорный выдув струи в след, образование изломанной задней кромки, воздействие которых на след позволяет достигать 50% снижения донного сопротивления. Однако широкого практического применения методы не нашли Разработка методов, легко интегрируемых в существующие конструкции, достаточно эффективных, чтобы уменьшить влияние области отрыва, представляет интерес, прежде всего для крупных инженерных сооружений.

С другой стороны, известно, что генерация вихревых структур в потоке интенсифицирует теплообмен. В зависимости от способа образования вихрей, сопутствующие им рост теплообмена и увеличение сопротивления на прокачку потока по каналам могут иметь нелинейный характер. Определение условий формирования вихревых структур, которые обеспечивают опережающий рост теплообмена по сравнению с ростом потерь давления при течении теплоносителя, и реализация их в инженерных решениях актуально для конструирования эффективной теплообменной аппаратуры.

Вихри, образованные в следе за телом, несут информацию об особенностях его формы и условиях их генерации. Эта информация по мере взаимодействия крупных вихрей между собой с образованием при этом вихрей меньшего, диссипативного масштаба теряется. Динамика развития поля температуры имеет определенную самостоятельность по отношению к полю скорости, поэтому представляет интерес оценить степень вырождения информативности теплового следа в результате изменения начальных условий его формирования. Численный расчет неизотермических течений, в том числе и следов, усложняется, по сравнению с моделированием динамической структуры. Расширение базы экспериментальных данных при изучении течений за телами различной формы, с различными начальными условиями необходимо для отработки методов математического моделирования широкого класса течений.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Тема диссертации связана с планами научно-исследовательских работ АНК ИТМО НАНБ по темам Энергия-05 «Исследования процессов тепло- и массопереноса в сдвиговых потоках жидкости и газа» в 1980-1985 гг. Энергетика-7 «Исследования процессов переноса импульса, тепла и массы в турбулентных неоднородных потоках» в 19851990 гг., по заданиям программы «Белавтотракторостроение» в 1997-2000гг. В диссертацию включены исследования автора, выполненные в рамках международного сотрудничества (Институт гидродинамики общества Макса Планка г. Гегтинген, 1989-1992 гг.; Институт гидродинамики и теплообмена Рурского университета, г. Бохум. 1995 г.; Академия гражданской авиации. С.-Петербург. ЦАГИ, Москва, 1998-1999 гг).

Цели и задачи исследования. Целями исследования являются: 1) изучение взаимосвязи структуры отрывающихся сдвиговых слоев и формируемого ими вихревого следа с аэродинамическими характеристиками обтекаемых тел в диапазоне чисел Рейнольдса 150<Ке<1,2-106; 2) разработка методов, снижающих влияние следа на аэродинамические характеристики обтекаемого объекта, и методов, усиливающих теплообмен в каналах теплообменников при слабых воздействиях на течение; 3) определение влияния динамического фактора на развитие поля температуры в следе.

Достижение поставленных целей потребовало решения следующих задач:

- экспериментально изучить закономерности изменения /юнного давления, частоты образования вихревого следа, турбулентных характеристик течения за двумерной моделью и спектральных распределений пульсаций скорости на различном расстоянии от модели в зависимости от конфигурации и расхода выдуваемой струи; выполнить визуализацию области течения, примыкающей к основанию модели;

- экспериментально исследовать воздействие тонкой пластины, закрепленной на верхней поверхности пространственной модели внутри пограничного слоя, на величину донного и полного сопротивления модели и на поле скорости турбулентного следа; выявить управляющие параметры пластины и оптимизировать их значения, обеспечивающие максимальный прирост донного давления;

- провести численное моделирование воздействия пассивных и активных вихревых ячеек, встроенных в контуры двумерных моделей, и узких симметричных струй, выдуваемых из кормовой части, на коэффициенты сопротивления, подъемной силы и динамическую структуру течения в следе;

- экспериментально изучить особенности развития динамических и тепловых турбулентных характеристик неизотермического течения за осесимметричной моделью при различной скорости истечения нагретой струи; определить влияние начальных условий на формирование универсальных закономерностей параметров теплового следа;

- экспериментально определить гидродинамические способы воздействия на структуру течения, примыкающего к стенкам круглых каналов, усиливающие перенос тепла от ядра потока, оценить их эффективность на полномасштабных образцах теплообменников; установить диапазон чисел Рейнольдса, для которого выполняется условие рациональной интенсификации теплообмена.

Объект и предмет исследования. Объектами исследования являются: 1) область ближнего следа и методы воздействия на сдвиговые слои, отрывающиеся с задней кромки моделей и формирующие вихревой след; 2) теплообменники и методы управления структурой течения в канатах, которые усиливают теплообмен. Предметами исследования являются: распределения статического давления на поверхности модели, коэффициенты сопротивления и подъемной силы модели, завихренность, спектры частот пульсаций скорости, параметры поля скорости и температуры течения в следе, баланс сил, действующих на обтекаемую модель в потоке, зависимости коэффициента тепловой эффективности теплообменника и гидравлического сопротивления каналов.

Методология и методы проведенного исследования. Методология исследования основана на экспериментальном и численном моделировании течения за двумерными и пространственными моделями и в каналах теплообменников. Экспериментальные исследования выполнены: 1) в аэродинамических трубах при формировании развитого турбулентного течения; 2) на теплофизических стендах с полномасштабными образцами теплообменников. Была использована стандартная для аэрогидродинамики измерительная аппаратура и известные методы. Визуализация течения была осуществлена методом, позволяющим получать изображение структуры следа в реальном масштабе времени. На основе конечно-объемной процедуры типа 81МРЬЕС выполнялись решения двумерных нестационарных уравнений Навье Стокса для ламинарного течения, и уравнений Рейнольдса, замыкаемых с помощью зональной низкорейнольдсовой модели Ментера, в случае турбулентного течения.

Научная новизна и значимость полученных результатов. 1) Впервые выполнены комплексные экспериментальные исследования зависимостей донного давления, частоты схода сдвиговых слоев и характеристик поля скорости следа от расхода и геометрических параметров струи, истекающей из щели на основании двумерной модели. Результаты исследования, дополненные визуализацией течения, выявили не известные ранее особенности формирования нестационарного вихревого следа и установили зависимость донного сопротивления от параметров структуры течения:

- истечение центральной струи через щели, ширина (/?) которых на порядок уже высоты (Я) основания модели (к/Н< ОД), вызывает уменьшение размера и интенсивности образующегося нестационарного вихря, но практически не влияет на координату начала его формирования. Выдув среды через щели ЫН> 0,1 дополнительно сопровождается образованием буферной стационарной области течения, примыкающей к основанию модели, и удлинением отрывающихся сдвиговых слоев, приводящих к смещению координаты начала вихревого следа от модели;

- величина донного давления модели определяется тремя факторами - расстоянием между основанием модели и координатой первого вихря нестационарного следа, размером и интенсивностью вихря.

- показано, что оптимальная величина потока импульса струи, соответствующая максимальному донному давлению, существенно в меньшей степени зависит от ширины струи и формы модели и может служить критерием эффективности выдува.

2) Предложен метод управления сопротивлением модели посредством истечения струи через щели к/Н<0,1. Выдув среды через щель, составляющую 2% высоты основания модели при расходе 3% от расхода набегающего потока через поперечное сечение модели, снижает донное сопротивлений на 30%. Удвоение эффекта при истечении струи через щель /?///=(),75 сопровождается пятикратным ростом ее расхода.

3) Установлена физическая причина, вызывающая рост донного давления двумерной модели с полостью на основании при формировании нестационарного вихревого следа: эффект обусловлен истечением среды из полости под воздействием периодического отрыва сдвиговых слоев. Показано, что прирост донного давления представляет практический интерес, когда ширина полости составляет более 40% высоты основания модели.

4) Впервые экспериментально установлена зависимость донного и полного сопротивления пространственной модели в области автомодельности чисел Рейнольдса 1,2-106 <Ке<1,6-106 от структуры развивающегося на ее поверхности пограничного слоя. Предложен метод управления структурой течения в следе и сопротивлением пространственной модели с помощью тонкой пластины, размещаемой внутри турбулентного пограничного слоя на верхней поверхности модели перед ее основанием:

- установлено, что величина донного давления и полного сопротивления модели зависит от координат пластины внутри пограничного слоя, от ее угла атаки и числа пластин. Максимальный прирост донного давления для тандема пластин при их оптимальном положении - 6%. снижение полного сопротивления модели - 3%: ширина и интенсивность вихревого следа за моделью с модулированным пограничным слоем уменьшается.

5) Впервые выполнена постановка и проведен анализ численного решения задачи о воздействии образованных на обтекаемых двумерных объектах генераторов завихренности (активных вихревых ячеек и выдуваемых струй) на нестационарную вихревую структуру ламинарного и турбулентного следа. Установлено, что снижение сопротивления модели и величины коэффициента нормальной силы обусловлено уменьшением завихренности течения в следе.

Предложен метод снижения знакопеременной нагрузки обтекаемого тела. Показано, что нагрузка, вызванная нестационарным характером следа, может быть уменьшена в 1,5 раза с помощью истечения двух симметричных струй со скоростью 0.756х, через щели, составляющие 10% размера миделя модели.

6) Расширена база экспериментальных данных по структуре неизотермического следа за осесимметричной моделью: Показано, что температурные параметры течения сохраняют информацию о начальных условиях формирования следа на большем удалении от модели по сравнению с их аналогами поля скорости.

Предложены замыкающие уравнения для смешанных моментов пульсаций скорости и температуры '. и:в . справедливые для любых типов неизотермических течений.

7) Предложен метод интенсификации теплообмена в канатах полномасштабного образца радиатора с помощью гонких пластин, элементы которых генерируют нестационарные вихри в пристеночной области течения. Коэффициент тепловой эффективности радиатора возрастает на -14%. а перепад давления по тракту теплоносителя практически не изменяется в области 2000<Яе<5000.

Практическая значимость полученных результатов. Разработаны методы, воздействие которых на течение составляет малую долю от воздействия набегающего потока на модель. Методы позволяют улучшить аэродинамические характеристики обтекаемых объектов и интенсифицировать теплообмен в каналах теплообменников.

Получено пять авторских свидетельств на способы снижения сопротивления обтекаемых тел. конструкцию теплообменника и его элементов.

Предложены замыкающие уравнения для смешанных моментов пульсаций скорости и температуры, которые повышают точность расчетов любых типов неизотермических течений в следе.

Результаты исследований по управлению течением в следе с помощью выдува струи и воздействия на пограничный слой тонкими пластинами включены в программу учебных курсов аэродинамики и динамики полета в Академии гражданской авиации (С.-Петербург. Россия). Метод управления течением в каналах теплообменника путем генерации нестационарных вихрей вблизи стенок реализован в конструкции радиатора, разработанного для Минского автомобильного завода.

Основные результаты диссертации, выносимые на защиту.

- Экспериментальные данные по зависимости донного давления тела, частоты схода сдвиговых слоев и характеристик поля скорости следа от расходных и геометрических параметров истекающей струи, размера полости на основании двумерной модели. Визуализация ближней области следа.

- Физическая модель образования нестационарного вихревого следа за плохообтекаемыми объектами, учитывающая изменения завихренности сдвиговых слоев; модель может быть эффективно использована для анализа существующих методов воздействия на нестационарный след.

- Метод управления донным сопротивлением с помощью выдува узких струй. Метод позволяет снизить донное сопротивление на 30%.

- Экспериментально установленный факт зависимости донного и полного сопротивления пространственной модели в области автомодельности чисел Рейнольдса 1,2-106 <11е<1,6-106 от структуры развивающегося на ее поверхности пограничного слоя, что открывает перспективу управления аэродинамическими характеристиками объектов без изменения их формы с помощью малых возмущений пограничного слоя.

- Метод управления структурой следа и сопротивлением тела с помощью тонкой пластины, установленной в турбулентном пограничном слое перед основанием модели. Две пластины вызывали прирост донного давления на 6% и снижение полного сопротивления тела на 3%.

- Постановка и анализ результатов численного решения задачи о воздействии вихревых ячеек, образованных на контуре двумерных тел различной геометрии, и выдува симметричных узких струй на нестационарную вихревую структуру ламинарного и турбулентного следа. Снижение сопротивления модели и величины коэффициента нормапьной силы от уменьшения завихренности течения в следе.

- Метод снижения знакопеременной нагрузки модели, вызванной нестационарным характером следа, с помощью истечения двух симметричных струй. Показано, что выдув со скоростью 0,7511«, через щели, составляющие 10% размера миделя модели уменьшал коэффициент нормальной силы в 1,5 раза.

- Экспериментальные данные о структуре поля скорости и температуры неизотермического следа за осесимметричным телом, отражающие большую информативность температурных параметров течения о начальных условиях формирования следа по сравнению с их аналогами поля скорости.

- Замыкающие уравнения для смешанных моментов пульсаций скорости и температуры и2в2, и^в , справедливые для любых типов неизотермических течений.

- Метод интенсификации теплообмена в каналах полномасштабного образца радиатора с помощью тонких пластин, элементы которых генерируют нестационарные вихри в пристеночной области течения. Коэффициент тепловой эффективности радиатора возрастет на -14%, а перепад давления по тракту теплоносителя практически не изменяется в области 2000<Re<5000.

Личный вклад соискателя. Автором выполнена постановка задач по определению зависимости сопротивления тела от изменения структуры следа, пограничного слоя и, образованных на контуре тела, генераторов завихренности; проведены экспериментальные исследования воздействия выдува на величину донного давления и поле скорости следа, зависимости донного давления пространственной модели от положения пластины, погруженной в пограничный слой, влияния нестационарных вихрей, генерируемых у стенки канала, на прирост тепловой мощности радиатора. С соавторами осуществлены исследования неизотермического следа и определено полное сопротивление модели весовым методом, отработана методика визуализации течения, сделан анализ результатов численного моделирования нестационарного обтекания тела с внесением в ближний след наведенной завихренности.

Апробация результатов диссертации. Основные положения работы и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на 8 National Heat & mass transfer Conference, Visahapatam, India, 1985; VI Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике, Ташкент, 1986; 3 й Всесоюзной конференции по турбулентным течениям, Жданов, 1988; 8м Symposium on Turbulent Shear Flows, Munich, Germany, 1991; IUTAM Symposium "Bluff Body wakes: Dynamics and Instability", Gettingen, Germany, 1992; 3d Colloquim on Bluff Body Aerodynamics & Applications, Blacksburg, Virginia, USA, 1996; 2nd European & African Conference on Wind Engineering, Genova, Italy, 1997; 2nd East European Conference on Wind Engineering, Praga, Cheh Republik, 1998; 4th Colloquim on Bluff Body Aerodynamics & Applications, Bochum, Germany, 2000 .

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 35 научных работах на 490 страницах, в том числе в 11 статьях в научных журналах, 2 статьях в сборниках АНК ИТМО НАНБ, 9 препринтах, 8 статьях в сборниках трудов и тезисов конференций, в 5 авторских свидетельствах на изобретения.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, общей характеристики, 7 глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Полный объем диссертации составляет 312 стр., из них текстовая часть -171 стр., иллюстраций - 83 стр., таблиц - 6 стр., приложения - 35 стр., и списка использованных источников из 162 наименований - 12 стр.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Жданов, Валерий Львович

7.4. Выводы

Рассмотрена эффективность методов интенсификации передачи тепла от теплоносителя в стенки каналов полномасштабных образцов радиаторов на стенде, который моделировал условия работы двигателя автомобиля.

1) Показано, что поднятие внутренних продольных ребер в трубках увеличивало коэффициент эффективности радиатора на 6 - 8% и сохраняло перепад давления по трубкам таким же, что и для гладких трубок в интервате числе 5000<Яе<12000.

2) Предложен метод интенсификации передачи тепла в круглых трубках с помощью производства нестационарной циркуляции в области течения, примыкающей к стенке. Метод базируется на результатах исследований взаимодействия тонкой пластины с пограничным слоем, представленных в главе 4. Элемент тонкой пластины, установленный под углом атаки а=4 - 6° к потоку теплоносителя, индуцирует образование нестационарной циркуляции, т.е. служит генератором вихрей. Эти вихри, если их направление вращения совпадает с вращением организованных вихревых структур пограничного слоя, усиливают перенос тепла к стенкам канала, не вызывая дополнительного прироста потерь на прокачку теплоносителя по трубкам.

Исследование этого способа интенсификации теплообмена при установке вихревых генераторов в трубки с внутренними продольными ребрами, показало, что:

- максимальное увеличение коэффициента тепловой эффективности радиатора наблюдалось в интервале чисел Рейнольдса 2000<Яе<5000 и достигало 12 - 14%. Абсолютное значение перепада давления в этом диапазоне практически не отличалось от характерного для течения в гладких полых трубках;

- отношение высоты вихревого генератора к эквивалентному диаметру канала при Яе>5000 не должно превышать величины 1г/с1й<0,15, чтобы выполнялось условие рационачьной интенсификации теплообмена;

- коэффициент теплообмена в каналах с продольными ребрами и модуляцией пограничного слоя возрастал более чем вдвое по сравнению с турбулентным течением без модуляции пограничного слоя;

Применение вихревых генераторов в гладких трубках увеличивало коэффициент эффективности радиатора на ~ 10%.

Интенсификация теплообмена в канатах позволяет упрощать конструкцию и технологию изготовления теплообменника, что, в конечном счете, обуславливает снижение его стоимости, не ухудшая теплофизических характеристик.

Уменьшение коэффициента тепловой эффективности радиатора на 1 - 1,5% при изменении направления прокачки теплоносителя относительно вихревых генераторов вытекает из механизма воздействия нестационарной циркуляции на теплоперенос. Перемена направления течения вызывата изменение знака генерируемой циркуляции (направления вращения вихря). Сходящий с пластины вихрь уже переносил тепло не к пограничному слою, а от него к потоку. Необходимы дальнейшие исследования для установления количественных соотношений между параметрами вихревых генераторов и параметрами поля скорости и температуры в пограничном слое.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) Получены новые экспериментальные данные по зависимости донного давления, частоты схода сдвиговых слоев и характеристик поля скорости следа от расходных и геометрических параметров истекающей струи, размера полости на основании двумерного тела. Выполнена визуализация ближней области течения за телом. На базе этих данных предложена физическая модель формирования нестационарного вихревого следа за гшохообтекаемыми объектами. В рамках модели развивается положение о влиянии завихренности сдвиговых слоев на структуру следа и аэродинамические характеристики тела, которое может быть эффективно использовано для анализа существующих методов воздействия на нестационарный след.

Предложен метод управления донным сопротивлением двумерных плохообтекаемых тел с помощью выдува узких струй. Метод позволяет снизить донное сопротивление на 30% [49,50,64-71,75-78].

2) Впервые экспериментально установлена зависимость донного и полного сопротивления пространственной модели в области автомодельности чисел Рейнольдса 1,2-10й <Ке<1.6-10° от структуры развивающегося на ее поверхности пограничного слоя. Открывается перспектива управления аэродинамическими характеристиками объектов без изменения их формы с помощью матых возмущений пограничного слоя, что представляет интерес для крупных строительных сооружений, скоростного грузопассажирского транспорта.

Предложен метод управления сопротивлением модели и структурой следа с помощью тонкой пластины, установленной в турбулентном пограничном слое перед основанием модели. Две пластины вызывают прирост донного давления на 6% и снижение полного сопротивления модели на 3% [51,82,83,98].

3) Выполнена постановка и проведен анализ численного решения задачи о воздействии образованных на обтекаемых двумерных объектах генераторов завихренности (активных вихревых ячеек и выдуваемых струй) на нестационарную вихревую структуру ламинарного и турбулентного следа. Установлено, что снижение сопротивления модели и величины коэффициента нормальной силы обусловлено уменьшением завихренности течения в следе.

Предложен метод снижения знакопеременной нагрузки обтекаемого тела. Показано, что нагрузка, вызванная нестационарным характером следа, может быть уменьшена в 1,5 раза с помощью истечения двух симметричных струй со скоростью 0,75¿Усо через щели, составляющие 10% размера миделя модели [114,117,118,123].

4) Расширена база экспериментальных данных о структуре поля скорости и температуры неизотермического следа за осесимметричной моделью. Показано, что температурные параметры течения сохраняют информацию о начальных условиях

265 формирования следа на большем удалении от модели по сравнению с их аналогами поля скорости.

Предложены замыкающие уравнения для смешанных моментов пульсаций скорости и температуры и2в2, и\в, справедливые для любых типов неизотермических течений [52,53,131,135-137,140,142-144].

5) Экспериментальными исследованиями установлена эффективность влияния слабых возмущений пограничного слоя на рост теплопередачи в каналах. Предложен метод интенсификации теплообмена в каналах полномасштабного образца радиатора с помощью тонких пластин, элементы которых генерируют нестационарные вихри в пристеночной области течения. Показано, что коэффициент тепловой эффективности радиатора, в канатах которого установлены вихревые генераторы, возрастает на -14%, а перепад давления по тракту теплоносителя практически не изменяется в области 2000<Яе<5000 [158,159,162].

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Жданов, Валерий Львович, 2001 год

1. Чжен П. Отрывные течения: в 3 т.: Пер. с англ. -М.: Мир, 1972-1973. Т. 1-3.

2. Чжен П. Управление отрывом потока: Пер. с англ. -М.: Мир, 1979. -552 с.

3. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Турбулентные отрывные течения. -М.:Наука. 1979. -367с.

4. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Отрывные и кавитационные течения. -М.: Наука, 1990. -384с.

5. Белов И.А., Исаев С.А., Коробков В.А. Задачи и методы расчета отрывных течений несжимаемой жидкости. Л.: Судостроение, 1989.-256с.

6. Бобышев В.К., Исаев С.А. Численное исследование влияния турбулентности набегающего потока на обтекание цилиндра с расположенным перед ним диском // ИФЖ. 1990,- Т. 58, N 4,- С. 556-572.

7. Исаев С.А. Численное моделирование осесимметричного обтекания низкоскоростным потоком цилиндра с соосно расположенными дисками // ИФЖ. 1995,-Т. 68, N 1,- С. 19-25.

8. Исаев С.А. Численное исследование механизма снижения лобового сопротивления тела с передней срывной зоной // ИФЖ,- 1995,- Т. 68, N в.- С. 975-982.

9. Белов И. А. Взаимодействие неравновесных потоков с преградами. -Л.: Машиностроение, 1983. -120с.

10. Fage A., Johansen Г. С. The structure of vortex sheets // Phil. Mag.- 1928,- Ser. 7.-Vol.5, N 28.- P. 417-441.

11. Roshko A. On the drag and shedding frequency of two-dimensional bluff bodies // NASA TN 3169,- 1954.

12. Nash J.F., Quincey V.G. and Callinan J. Experiments on Two-Dimensional Base Flow at Subsonic and Transonic Speeds.-1963.- 34p.- (NPL Aero Report / Aeronautical Research Council R. and M., N 1070).

13. Bearman P.W. Investigation of the Flow Behind a Two-Dimensional Model with a Blunt Trailing Edge and Fitted with a Splitter Plates // J.Fluid. Mech.- 1965,- Vol. 21, part 2. -P. 241-265.

14. Gerrard J.H. The Mechanics of the Formation Region of Vortices Behind Bluff Bodies // J.Fluid Mech.- 1966,- Vol. 25, part 2. -P. 401-413.

15. Tanner M. Reduction of Base Drag // Prog. Aerospace Sci.- 1975,- Vol. 16, № 4,- P. 369-384.

16. Apelt C.J.,West G.S., Szewczyk A.A. The Effects of Wake Splitter Plates on the Flow Past a Circular Cylinder in the Range 104 < Re < 5-104 // J. Fluid Mech.- 1973,- Vol. 61.- P. 187-198.

17. Range 104 < Re < 5-104 Part 2 // J. Fluid Mech.- 1975,- Vol. 71.- P. 145-160.

18. Kwon K., Choi H. Control of Laminar Vortex Shedding Behind a Circular Cylinder Using Splitter Plates // J. Phys. Fluids.- 1996,- Vol. 8, part.2.- P. 479-486.

19. Wood C.J. The Effect of Base Bleed on a Periodic Wake // J.Roy. Aero. Soc.- 1964.-Vol. 68,- P. 477-482.

20. Wood C.J. Visualisation of an Incompressible Wake with Base Bleed // J.Fluid Mech.-1967,-Vol. 29,-P. 259-272.

21. Berman P.W. Investigation into Effect of Base Bleed on the Flow Behind a Two-Dimensional Model with a Blunt Trailing Edge // Separated Flows: AGARD Conference Proceedings.- 1966. Part 2, N.4.- P. 485-507.

22. Motalebi F., Norbury J.F. The Effect of Base Bleed on Vortex Shedding and Base Pressure in Compressible Flow// J.Fluid Mech.- 1981,- Vol. 110,- P. 273-292.

23. Naumann A., Morsbach M., Kramer C. The Conditions of Separation and Vortex Formation Past Cylinders // Separated Flows: AGARD Conference Proceedings.- 1966. Part 2, N.4.-P. 539-574.

24. Pollock N. Segmented Blunt Trailing Edges at Subsonic and Transonic Speeds.-Melbourne, 1972,- 38p.- (Aerodynamics Report /' Aeronautical Research Laboratories. N. 137).

25. Pollock N. The Aerodynamic Behaviour of a Two-Dimensional Aerofoil Fitted with Semi-Circular and Square Blunt Bases at Mach Numbers up to 1.20.- Melbourne, 1972.-30 p.- (Aerodynamic Note / Aeronautical Research Laboratories, N 336).

26. Tanner M. New Investigations for Reducing the Base Drag of Wings with a Blunt Trailing Edge // Separated Flows: AGARD Conference Proceedings.- 1973.- N.124.- P.- 121, 12-9.

27. Gai S.L., Sharma S.D. Experiments on the Reduction of Base Drag of a Blunt Trailing Edge Aerofoil in Subsonic Flow // Aeronaut. J.(GB).- 1985,- Vol. 85, № 844,- P. 206-210.

28. Sharma M. Development of Pseudo-Two-Dimensional Turbulent Wakes // Phys. Fluids.- 1987,- Vol. 30, part.2.- P. 357- 363.

29. Tamotsu Igarachi. Flow Characteristics Around a Circular Cylinder with Slit H Bulletin of the JSME.- 1978. -V.21, N 154. -P. 656-664.

30. Wong H.Y., Kokkalis A. Flow Behind a Circular Cylinder with Base Ejection.-Glasgow, 1984.- 46 p.- (Report / Department of Aeronautics and Fluid Mechanics of Glasgow University, N 8403).

31. Mumford J.C., Savil A.M. Parametric Studies of Flat Plate, Turbulence Manipulators Including Direct Drag Results and Laser Flow Visualisation. Laminar Turbulent Boundary Layer//ASME FED.- 1984,- Vol. 11,-P. 41-51.

32. Hefner J.N., Wienstein L.M., Bushnell D.M. Large-Eddy Breakup Scheme for Turbulent Viscous Drag Reduction // Viscous Flow Drag Reduction: Symposium on viscous Drag

33. Reduction.- Dallas, Texas, 7-11 Nov. 1979,- Vol. 72.

34. Corke T.C., Guezennec Y.G., Nagib H.M. Modification in Drag of Turbulent Boundary Layers Resulting from Manipulation of Large-Scale Structures // NASA CR-3444.- 1981.

35. Anders J.B., Watson R.D. Airfoil Large-Eddy Breakup Devices for Turbulent Drag Reduction // AIAA Shear Flow Control Conference.- Boulder. Colorado, 12-14 March 1985.- 0520.-P. 1-11.

36. Исаев С.А., Пригородов Ю.С., Судаков А.Г. Расчет отрывного обтекания низкоскоростным воздушным потоком профиля с вихревыми ячейками // ИФЖ,-1998,- Т.71, N6,-С. 1116-1120.

37. Reichardt И., Ermshaus R. Impuls und Warmeubertragung in Turbulent Windschatten Hinter Rotationskorpern // Int.J. Heat Mass Transfer.- 1962.- Vol. 5.- P. 251-265.

38. Freymuth P., Uberoi M.S. Temperature Fluctuations in the Turbulent Wake Behind an Optically Heated Sphere // Phys. Fluids.- 1973,- Vol. 16, N 2,- P. 161-168.

39. Gibson C.H., Chen C.C., Lin S.C. Measurements of Turbulent Velocity and Temperature Fluctuations in the Wake of a Sphere // AIAA J.- 1968.- Vol. 6, N 4,- P. 642649.

40. Freymuth P. Search for the Final Period of Decay of the Axisymmetric Turbulent Wake. J.Fluid Mech.- 1975,- Vol. 68,- P. 813-829.

41. Antonia R.A., Bilger R.W. The ITeated Round Jet in the Coflowing Stream // AIAA J.-1976,- Vol. 14, N 14,-P. 1541-1547.

42. Терехов В.И., Ярыгин Н.И., Жданов Р.Ф. Воздействие внешней турбулентности на теплообмен в отрывном течении за обратным уступом // Труды 2й Российской национальной конференции по теплообмену. Москва, 26-30 октября 1998. -Т.6.-С.207-210.

43. Igarashi Т., Terachi N. Heat Transfer Enhancement and Drag Reduction of a Flat Plate Normal to the Airstream (Flow Control Using a Rod) // Heat Transfer-Asian Research, -1998.-Vol. 27(2). -P.99-113.

44. Щукин В.К., Халатов А. А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М.: Машиностроение, 1982. -200с.

45. Кутателадзе С.С., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках. Новосибирск: Ин-т теплофизики СО АН СССР, 1987.-282 с.

46. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. -М. -Машиностроение, 1990.-199 с.

47. Kastrinakis Е., Eckelmann Н. Measurement of Streamwise Vorticity Fluctuations in a Turbulent Channel Flow. // J.Fluid Mech.- 1983,-V. 137,-P. 165-185.

48. Жданов B.JI., Экелманн Г. Экспериментальные исследования влияния струи, выдуваемой из задней кромки плоского тела , на изменение его сопротивления: -Минск, 1990,- 32 е.- (Препринт / Акад. наук Беларуси. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В.Лыкова; №8).

49. Control of bluff body base drag by manipulated boundary layer / V.L.Zhdanov, H-D. Papenfuss, M.Silz. F.Haller.- Bochum, 1996.-36 P.-(Preprint /' Ruhr-Universitat Bochum, Istitut fur Thermo-und Fluiddynamik, Angewandte Stromungsmechanik).

50. Турбулентный след за осесимметричным телом и его взаимодействие с внешней турбулентностью / Б.А. Коловандин, H.FI. Лучко, Ю.М. Дмитренко, В.Л. Жданов. -Минск, 1982,- 55 е.- (Препринт / Акад. наук Беларуси. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В.Лыкова; №10).

51. Дмитренко Ю.М., Жданов В.Л., Коловандин Б.А. Влияние начальных условий на структуру неизотермического осесимметричного турбулентного следа: Минск, 1985 - 42 е.- (Препринт / Акад. наук Беларуси. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В.Лыкова; №23).

52. Bruun Н.Н. Hot-Wire Anemometry. Principles and Signal Analysis. Oxford University Press.-1995.-507 p.

53. Browne L.W.B., Antonia R.A., Chua L.P. Calibration of X-probes for turbulent flow measurements. Experiments in Fluids, -1989.-Vol.7. -P.201-208.

54. Bruun H.H., Khan M.A. Hogarth E. Calibration and analysis of X hot-wire probe signals. Meas.Sci.Technol.-1990.-Vol. 1. -P.782-785.

55. Bruun H.H., Nabhani N., Fardad A.A., Al-Kayiem H.H. Velocity component measurements by X hot-wire anemometry. Meas.Sci.Technol.-1990.-Vol.1. -P.1314-1321.

56. Naudasher E. Flow in the Wake of Self-Propelled Bodies and Related Sources of Turbulence // J.Fluid Mech.- 1965,- Vol. 22,- P. 625-656.

57. Tavoularis S., Bennet I.O., Corrsin S. Velocity-Derivative Skewrness in Small Reynolds Number, Nearly Isotropic Turbulence // J.Fluid Mech.- 1976.- Vol. 88. P. 63-69.

58. Габрилович С.И. Методика и аппаратура для измерения высокочастотных пульсаций температуры // Экспериментальные методы и аппаратура для исследования турбулентности: II Всесоюзное совещание. Новосибирск, ИТТ АН СССР, 1976.- С. 66-68.

59. Дмитренко Ю.М. Методика измерения взаимных корреляций пульсаций скорости и температуры в неизотермических потоках // Структура турбулентных потоков: Сб.ст./ -Минск: Институт тепло-и массообмена им. А.В.Лыкова АН БССР, 1982. С. 82-90.

60. Stasicki В., Hiller W.J., Meier G.E.A. Light Pulse Generator for Hight Speed Photography Using Semiconductor Devices as a Light Source // Optical Engineering. -1990,- Vol .29.-P. 821 -827.

61. Козлов Л.Ф., Цыганюк А.И., Бабенко B.B. Развитие турбулентности в сдвиговых потоках.- Киев: Наукова думка, 1985,- 280 с.

62. А.с. №1761596, МКИ3 В 64 С 21/02. Способ снижения донного сопротивления плоских тел и устройство для его осуществления / В.Л. Жданов (СССР).- №4874138; Заявлено 27.08.90; Опубл. 15.09.92, Бюл. №34 // Открытия. Изобретения,- 1992.-№34,- С.85.

63. Жданов В.Л., Экелманн Г. Особенности следного течения за двумерным телом с полостью на задней кромке // ИФЖ,- 1994.- Т.60, № 3. С. 259-262.

64. Жданов В.Л. Воздействие струи, выдуваемой из основания модели, на донное давление и частотную характеристику следного течения // ИФЖ,- 1998.-Т.71, №4,.- С. 632-638.

65. Жданов В.Л. Влияние конфигурации выдуваемой струи на изменение донного давления модели и числа Струхаля в следе // ИФЖ,- 1999,- Т. 72, №2,- С. 301-304.

66. Жданов В.Л. Изменение структуры турбулентного следа под воздействием выдува // ИФЖ,- 1999,- Т.72, № 1,- с.88-95.

67. Жданов В. Л., Экелманн Г. Экспериментальное исследование изменения структуры течения за двумерным телом под воздействием выдуваемой струи: -Минск, 1991.- 55 е.- (Препринт / Акад. наук Беларуси. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В.Лыкова; №11).

68. Zhdanov V.L., Eckelmann Н. The experimental investigation of base bleed effect on the wake turbulent structure behind of two-dimensional blunt model: -Goettingen, 1991,- 58 p.-(Bericht / Max-Planck Institut fur Stromungsforschung; N9).

69. Zhdanov V.L., Eckelmann H. An experimental investigation of the base bleed effect on the wake structure // Proceeding of the 8th Symposium on turbulent shear flows.- Munich, Germany, Technical University. 9-11 September 1991,-P. Ill-18-1 III-18-2.

70. Дмитренко Ю.М., Ковалев И.И., Лучко Н.Н., Черепанов П.Я. Исследования плоского следа с нулевым избыточным импульсом // ИФЖ,- 1987.- Т. 52, № 5.- С. 743

71. Cimbala, J.M., Park, W.J. An Experimental Investigation of the Turbulent Structure in a Two-Dimensional Momentumless Wake // J. Fluid Mech.- 1990,- Vol. 213,- P. 479-509.

72. Гиневский А.С. Теория турбулентных струй и следов,- М.: Машиностроение 1969, -400 с.

73. A.c. №1642664, МКИ3 В 64 С 21/02. Способ снижения аэродинамического сопротивления плоских тел и устройство для его осуществления / П.Я. Черепанов, В.Л. Жданов (СССР).- №4678152; Заявл. 20.02.89; Зарегистр. 15.12.90.

74. А.с.№1556031, МКИ3 В 64 С 21/04. Аэродинамическая несущая поверхность /В.Л. Жданов, П.Я.Черепанов (СССР).- №4481752; Заявлено 20.07.88; Зарегистр.08.12.89.

75. Zhdanov V.L. Eckelmann Н. Stasicki В. Base bleed efficiency criterion // Bluff Body wakes, Dynamics and Instability: Proceeding IUTAM Symposium / Max-Planck Institut fur Stromungsforschung.-Goettingen, 7-11 Sept. 1992.-P.223-226.

76. ШлихтингГ. Теория пограничного слоя,- М.: Мир, 1974,- 735 с.

77. Roos F.M., Kegelman J.T. Structure and Control of Flow Over a Backward-Facing Step // Forum on Unsteady Flow Separation / Fluid Engineering Division, American Society of Mechanical Engineers, New York, 1987. -P. 215-223.

78. Miau J.J., Lee K.C., Chen M.H. and Chou J.H. Control of Separated Flow by a Two-Dimensional Oscillating Fence//AIAA J.- 1991,- Vol. 29.- P. 1140-1148.

79. Жданов В.Л., Папенфусс Г-Д., Зилц М. Снижение аэродинамического сопротивления модели с помощью пластины, установленной в пограничном слое // Р1ФЖ,- 1998.- Т.71, № 6. -С. 1121-1125.

80. Plesniak M.W., Nagib H.M. Net Drag Reduction in Turbulent Boundary Layers Resulting from Optimized Manipulation // AIAA Shear Flow Control Conference.- Boulder, Colorado, 12-14 March 1985,- 0518.-P. 1-11.

81. Anders J.B., Helfner J.N., Bushnell D.M. Performance of Large-Eddy Breakup Devices at Post-Transitional Reynolds Numbers // AIAA 22nd Aerospace Sciences Meeting.- Reno, Nevada, 9-12 January 1984. 0345,- P. 1-9.

82. Zdravkovich M.M., Pridden D.L. Interference Between Two Circular Cylinders; Series of Unexpected Discontinuities // J.of Industrial Aerodynamics.- 1977,- Vol. 2,- P. 255-270.

83. Duell E.G., George A.R. Unsteady Wakes of Three Dimensional Bodies // Proceeding of IUTAM Symposium on Bluff-Body Wakes, Dynamics and Instabilities.- Goettingen, Germany, 7-11 September, 1992,- P. 185-188.

84. Durao D.F.G., Gouveia P.S.T., Pereira J.C.F. Velocity Characteristics of the Flow Around a Square Cross Section Cylinder Placed Near a Channel Wall // Experiments in fluids.- 1991,- Vol. 11.- P. 341-350.

85. Mumford J.C. The Structure of the Large Eddies in Fully Developed Turbulent Shear Flows. Part 2, The plane Wake // J. Flid. Mech.- 1983.- Vol. 137,- P. 447-456.

86. Savill A.M. The Turbulence Structure of a Highly Curved Two -Dimensional Wake // IUTAM Symposium on Structure of Complex Turbulent Shear Flow.- Marseille, France, 1982,- P.185-190.

87. Head M.R., Bandyopandhay P. New Aspects of Turbulent Boundary-Layer Structure // J.Fluid Mech.- 1981,- Vol. 107,- P. 297-338.

88. Guezennec Y.G., Nagib H.M. Documentation of Mechanisms Leading to Net Drag Reduction in manipulated Boundary Layers // AIAA Shear Flow Control Conference.-Boulder, Colorado, 12-14 March 1985,- 0519.-P. 1-9.

89. Corke T.C. Digital Image Filtering in Visualised Boundary Layers // AIAA J.- 1984.-Vol. 22, N 8.- P. 1124-1131.

90. Bradshow P. The Turbulent Structure of Equilibrium Boundary Layers. J.Fluid Mech.-1967.- Vol. 29, part 4.- P. 625-645.

91. Savill A.M. Turbulent Boundary Layer Manipulation and Modelling in Zero and Adverse Pressure Gradients // Proceeding of IUTAM Symposium on Turbulence Management and Relaminarisation.- Bangalore, India, 1987.- P.69-83.

92. Bull M.K., Pickles J.M. The Influence of a Downstream Body on Wake Formation Behind a Bluff Body /7 Proceeding of IUTAM Symposium on Bluff-Body Wakes, Dynamics and Instabilities.- Goettingen, Germany, 7-11 September 1992.- P. 185-188.

93. Perry A.E., Steiner T.R. Large- Scale vortex Structures in Turbulent Wakes behind Bluff Bodies. Part 1. Vortex Formation Process // J.Fluid Mech.- 1987,- Vol. 174,- P. 233270.

94. Isaev S.A., Baranov Р.А., Usachev А.Е., Frolov D.P. Numerical analysis of two andthree dimensional organised vortex structures 11 Proceedings of Fourth ECCOMAS CFD Conf. Athens, Greece, 7-11 September, 1998,- Vol.1. Pt.2. P. 768-774.

95. Modi V.J., Fernando M.S.U.K., Yokomizo T. Moving surface boundary-layer control: studies with bluff bodies and application I/AlAA J. 1991. Vol.29, N9,-P. 1400-1406.

96. Белов И.А., Коловандин Б.А., Кудрявцев FI.A. Нестационарное взаимодействие вихревых структур с пристеночной областью продольно обтекаемого цилиндра // Процессы переноса в турбулентных течениях. Минск: ИТМО АН БССР им. А.В.Лыкова. 1988. С. 22-38.

97. Исаев С.А., Кудрявцев Н.А., Судаков А.Г. Численное моделирование турбулентного обтекания потоком несжимаемой вязкой жидкости тел криволинейной формы при наличии подвижного экрана //ИФЖ,- 1998,- Т.71, N4,- С. 618-631.

98. Дорфман A.JI. Решение уравнений динамики вязкой жидкости в криволинейной не-ортогональной системе координат // Численные методы механики сплошной среды,- 1980,- Т. 11, №6,- С. 79-89.

99. Карякин Ю.Е., Карякин В.Е., Мартыненко O.F. Численное моделирование ламинарных течений вязкой жидкости в каналах произвольной формы. Минск, 1991. 44 с. -(Препринт / АНК ИТМО АН БССР им. А.В.Лыкова, №1).

100. Karki К.С., Patankar S.V. Pressure based calculation procedure for viscous flows at all speeds in arbitrary configurations // AI A A J.- 1989,- Vol.27, N9,- P. 1167-1174.

101. Jia W., Nakamura Y. Incompressible flow solver of arbitrarily moving bodies with rigid surface // JSME Int. J.- 1996. Series В.- Vol.39, N 2. -P. 315-325.

102. Аганин А.А., Кузнецов В.Б. Метод консервативной интерполяции интегральных параметров ячеек произвольных сеток // Динамика оболочек в потоке: Тр. семинара, вып.XVIII / Казанск. физ.-техн. ин-т. КФ АН СССР,- Казань, 1985,- С. 144-160.

103. Lien F.S., Chen W.L., Leschziner M.A. A multiblock implementation of a nonorthogonal, collocated finite volume algorithm for complex turbulent flows // Int. J. Numer. Meth. In Fluids. 1996. - Vol.23.- P. 567-588.

104. Белов LI.А., Кудрявцев H.A. Теплопередача и сопротивление пакелов труб. Л.: Атомиздат, 1986,- 223 с.

105. Hamielec А.Е., Raal J.D. Numerical studies of viscous flow around circular cylinders //Phys.Fluids. 1969.-Vol.12, NL- P. 123-135.

106. Бэтчелор Дж. Динамика несжимаемой вязкой жидкости. М.: Мир, 1973. 758 с.

107. Bradshaw P. Experimental fluid mechanics. Oxford: Pergamon Press, 1970. -230 P.

108. Жданов В.Л., Баранов П.А., Судаков А.Г. Численный анализ нестационарного обтекания цилиндра с внесением в ближний след наведенной завихренности:- Минск, 1998,- 32 е.- (Препринт / Акад. наук Беларуси. Ин-т тепло-и массообмена им. А.В.Лыкова; №5).

109. Williamson С.H., Roshko A. Measurements of base pressure in the wake of a cylinderat low Reynolds numbers // Z.Flugwiss. Weltraumforsch. 1990. - Vol.14. - P. 38-45.

110. Lu X., Dalton C., Zhang J. Application of large eddy simulation to flow past a circular cylinder // Trans. ASME. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 1997. -Vol. 119,-P. 219-225.

111. Численный анализ нестационарного следа за пластиной с вращающимися кормовыми цилиндрами / B.JI. Жданов, А.Г. Судаков, А.Е.Усачев, Д.П.Фролов.-Минск, 1999.- 25 е.- (Препринт / Акад. наук Беларуси. Ин-ттепло-и массообмена им. А.В.Лыкова; №5).

112. Sudakov A., Usachev A., Zhdanov V.L. The numerical analysis of the oscillations of bluff bodies in wind // Proceedings of 2 East European Conf. On Wind Engineering / Prague, ChehRep. 7-11 Sept. 1998.-P. 143-148.

113. Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA Journal.- 1994.- V.32, N 8,- P.1598-1605.

114. Hellsten A. Some improvements in Menter's k-oo SST turbulence model // AIAA Paper.- 1998. N 98-2554. lip.

115. Исаев С.А., Кудрявцев H.A., Судаков А.Г. Численное моделирование турбулентного обтекания потоком несжимаемой вязкой жидкости тел криволинейной формы при наличии подвижного экрана // ИФЖ,- 1998.- Т.71, №4.-С.618-631.

116. Исаев С.А., Гувернюк С.В., Зубин М.А., Пригородов Ю.С. Численное и физическое моделирование низкоскоростного воздушного потока в канале с круговой вихревой ячейкой // ИФЖ,- 2000,- Т.73, №2,- С.220-227.

117. Жданов В.Л., Исаев С.А., Ниманн Г-Ю. Управлением ближним следом за круговым цилиндром при выдуве низконапорных струй // ИФЖ. 2000. Т.74, № 5. -С.

118. Чеврей Р. Турбулентный след за телом вращения // Теор. основы инж. расчетов.-1968.-№ 3,- С. 164-173.

119. Букреев В.И., Костомаха В.А., Лыткин Ю.М. Осесимметричный след за удобообтекаемым телом / Сб.: Динамика сплошной среды. Новосибирск.- 1972. Вып. 10,- С. 202 -207.

120. Uberoi M.S., Freymuth P. Turbulent Energy Balance and Spectra of the Axisymmetric Wake // Phys.Flids.- 1970,- Vol. 13, N 9.- P. 2205-2210.

121. Илизарова Л.И., Почкина K.A. Экспериментальные исследования следа за телом вращения / Сб.: Промышленная аэродинамика. М,- 1962. Вып.23.- С. 99-106.

122. Букреев В.И., Васильев О.Ф., Лыткин Ю.М. О влиянии формы тела на характеристики автомодельного осесимметричного следа. Докл. АН СССР,- 1972,-Т.207, №4,- С. 804-807.

123. Wynguard J.С. Spatial Resolution of the Vorticity Meter and other Hot-Wire Arrays.

124. J.Sci. Instrum. (J.Physics E).- 1969, Ser.2.- Vol. 2,- P. 983-987.

125. Larsen S., Hojstrup J. Spatial and Temporal Resolution of a Thin Wire Resistance Thermometer // J.Phys.E: Sci.Instrum.- 1982,- Vol. 15,- P. 471-477.

126. Дмитренко Ю.М., Жданов В.JI., Колованднн Б.А. Турбулентные поля скорости и температуры в неизотермическом следе за удлиненным телом вращения // ИФЖ,-1986,- Т.50, № 1,- С. 14-22.

127. Warhaft Z., Lumley J.L. An Experimental Study of the Decay of Temperature Fluctuations in Grid-Generated Turbulence // J.Fluid Mech.- 1978,- Vol 88,- P. 659-684.

128. Freymuth P., Uberoi M.S. Structure of Temperature Fluctuations in the Turbulent Wake Behind a Heated Cylinder// Phys. Fluids.- 1971.- Vol. 14, N 12,- P. 2574-2580.

129. Sreenivasan K.R., Tavoularis S. On the Skewness of the Temperature Deravative in Turbulent Flows // J.Fluid Mech.- 1980,- Vol. 101,- P. 783-795.

130. Жданов B.JI. Структура поля скорости во внешней области турбулентного следа за телом // Процессы переноса в турбулентных течениях: Сб.ст. / -Минск: Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова АН БССР, 1988.- С. 9-13.

131. Дмитренко Ю.М., Жданов B.JI., Коловандин Б.А. Баланс температурных пульсаций в осесимметричном турбулентном следе // ИФЖ,- 1986,- Т.50, № 2. С. 181187.

132. Fabris G. Nurbulent Temperature and Thermal Flux Characteristics in the Wake of a Cylinder// Selected pap. 1st Int.Symp.Pennsylvania State Univ., Fpril 18-20, 1977.

133. Dekeyser 1. Numerical Prediction of an Asymmetrical Pleated Plane Jet with a Second-Moment Turbulence Closure II Int. J. Heat Mass Transfer.- 1985,- Vol.28, N3,- P.-653-662.

134. Черепанов П.Я. Особенности турбулентного следа за удлиненным плоским телом // Процессы турбулентного переноса: Сб.ст. / Акад. наук Беларуси. Ин-т тепло- и массообмена,- Минск, 1985.- С.56-74.

135. Дмитренко Ю.М., Жданов В.Л. Лучко Н.Н., Черепанов П.Я. Анализ модельных соотношений для турбулентной диффузии тепла применительно к расчету спутных течений//ИФЖ.- 1986.- Т.51, № 6,- С. 896-902.

136. Дмитренко Ю.М., Жданов B.JL, Лучко H.H., Черепанов П.Я. Экспериментальная проверка для тройной смешанной корреляции скорости и температуры применительно к расчету спутных течений// ИФЖ,- 1987.- Т.52, № 3. С. 362-369.

137. Кормак Д.Е., Лил Л.Д., Сейфелд // Теоретические основы инженерных расчетов, 1978. -Т. 100, №1. -С.169-177.

138. Дубровский Е.В. Интенсификация конвективного теплообмена в пластинчато-ребристых теплообменных аппаратах // Изв. АН СССР «Энергетика и транспорт», 1978, №6. -С.116-127.

139. Мигай В.К. Повышенные эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1980.-144 с.

140. Интенсификация теплообмена: Успехи теплопередачи. 2. / Ю.В.Вилеманс, Е.И. Воронин, Б.В. Дзюбенко и др.; под ред. проф. A.A. Жукаускаса и проф. Э.К. Калинина. Вильнюс: Мокслас, 1988. -188 с.

141. Eibeck P.A., Eaton J.K. The effect of longitudinal vorticies embedded in a turbulent boundary layer // Proceeding of the 8th IHTC.- San Francisko, USA, 1986. -Y.3. -P.l 1151120.

142. Fiebig M., Kallweit P., Mitra N.K. Wing type vortex generators for heat transfer enhancement // Proceeding of the 8th IHTC.- San Francisko, USA, 1986,- V.6.- P.2909-2913.

143. Brockmeier U., Fiebig m., Guntermann Т., Mitra N.K. Hear transfer enhancement in fin-plate heat exchangers by wing type vortex generators // Chem.Eng.Technol. -1989. -V. 12. -P.288-294.

144. Fiebig M. Vortex generators for compact heat exchangers.// J.Enhance Fleat Transfer.1995, -V.2, N1-2.-P.43-61.

145. Marner W.J., Bergles A.E. Augmentation of tube-side laminar flow heat transfer by means of twisted tape inserts, static mixer inserts and internally finned tubes // Heat Transfer.- 1978. -V.2. -P.583-588

146. A.C.№1518648, МКИ3 F 28 1/02. Теплообменный элемент / В.Л. Жданов, П.Я.Черепанов (СССР).- №4256655; Заявлено 05.06.87; Опубл.ЗОЛО.89, Бюл. №40 // Открытия. Изобретения,- 1989.- №40.- С. 192.

147. Патент №1982, МКИ! F 28D 1/053, F 28F 9/16. Радиатор / В.Л. Жданов (Беларусь).- №950795; Заявлено 25.07.95; Опубл. 30.06.97, Бюл. №2 // Афщыйны бюлетэнь,- 1997,- №2,- С. 132.

148. Soliman FI.M., Freingold A. Analysis of fully developed laminar flow in longitudinally internally finned tubes // Chem.Eng. Journal.-1977. -V.14. -P.119-128.

149. Soliman H.M., Chau T.S.,Trupp A.C. Analysis of laminar heat transfer in internally finned tubes with uniform outside wall temperature // J.Heat Transfer.- 1980.-V.102. -P.598-604.

150. Жданов В.Л., Фисенко С.П. К исследованию эффективности воздушного теплообменника// ИФЖ,- 1998,- Т. 71,N 1,- С. 97-102.