МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СВОБОДНЫХ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДУШНЫХ ВИХРЕЙ

Аннотация

В статье проанализированы экспериментальные и аналитические исследования восходящих закрученных потоков воздуха. В экспериментальных работах такие потоки рассматриваются с точки зрения направления закрутки, тепловых режимов нагрева подстилающей поверхности, оценки интегральных параметров, метода воздействия на них и различных способов визуализации. В аналитических работах с помощью построения решений системы уравнений газовой динамики доказано возникновение закрутки соответствующего направления при наличии стока газа внутрь вертикального цилиндра ненулевого радиуса. Кроме того, при численном моделировании тепловых восходящих закрученных потоков была обнаружена особенность в поведении движущегося газа в начальные моменты формирования потока при локальном нагреве подстилающей поверхности. Эта особенность заключается в появлении на границе области нагрева встречных потоков газа с противоположными направлениями закрутки. В статье приводятся результаты численного моделирования трехмерных нестационарных течений сжимаемого вязкого теплопроводного газа в тепловых закрученных вихрях при локальном нагреве подстилающей поверхности при учете действия сил тяжести и Кориолиса.