Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Úvod do TURBULENCE Doc.V.Uruba. 30/6/142 Dynamika proudění tekutin • Laminární – Stacionární – 0°vol • Turbulentní – Mnoho °vol (o.p., Re) • Unášení KS.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Úvod do TURBULENCE Doc.V.Uruba. 30/6/142 Dynamika proudění tekutin • Laminární – Stacionární – 0°vol • Turbulentní – Mnoho °vol (o.p., Re) • Unášení KS."— Transkript prezentace:

1 Úvod do TURBULENCE Doc.V.Uruba

2 30/6/142 Dynamika proudění tekutin • Laminární – Stacionární – 0°vol • Turbulentní – Mnoho °vol (o.p., Re) • Unášení KS • Vývoj KS Jansen (2000)

3 30/6/143 Turbulence – definice (atributy) • Dynamika • Náhodnost (DCh) • Difusivita • Vířivost • Spektrum měřítek (F) • Prostorovost • Disipativnost • Nelineárnost Jansen (2000)

4 Další vlastnosti • „Nestabilní“ (laminární proudění je „stabilní“); • Dynamický vývoj v čase; • Prostorovost (nebo kvazi-dvojrozměrné); • Obsahuje organizované struktury různých velikostí a různé orientace v prostoru; • „Koherentní“ struktury: – koncentrace vířivosti, – omezená doba života, – náhodný výskyt v čase i prostoru. • Difúzní procesy a procesy míšení jsou řádově intenzivnější než na molekulární úrovni.

5 30/6/145 Turbulence – studium • Kineticko-statistický přístup – Tekutinové molekuly – Rozklad (Reynolds) – Statistika – 2 b. kovariance (Einstein) – Směšovací délka (Prandtl) • Pravděpodobnostně-statistický přístup – Průměrování souborů dat – Energetická kaskáda (Richardson) – Spektra (Kolmogorov) • Deterministický přístup – Koherentní struktury - dynamika

6 Studium • Fenomenologické modely – Experiment – Podobnost – Kvalitativní analýza • Matematické modelování – Navier-Stokesovy rovnice

7 30/6/147 Navier-Stokesovy rovnice Nelinearita Navier (1822), Stokes (1842) Clay Math.Inst. (2000) $

8 30/6/148 Koherentní struktury • Vlastnosti – Korelovanost – Komplexita – Mnohaúrovňovost – Vír (většinou) – koncentrovaná vířivost • Vznik – Nestabilita – Deterministický chaos • Nelineární DS • Bifurkace • Mikrosvět  Makrosvět

9 30/6/149 Lambda víry – proplétání

10 30/6/1410

11 30/6/1411 Thomas Bewley, Edward Hammond and Parviz Moin (Stanford University) Parviz Moin

12 30/6/1412 Balík vlásečnicových vírů Adrian et al. (2000)

13 13 Balík vlásečnicových vírů Adrian et al. (2000)

14 14 Antropomorfní měřítka - prostor

15 15 Antropomorfní měřítka - čas

16 16 Exkurze do historie • Pořádek x Nepořádek • Koherence x Entropie • Komplexita x Chaos • Komprese inf. x Brownův pohyb • Turbulence x Laminární proud

17 17 Pořádek x Nepořádek • Spinoza: – Pořádek je relativní pojem, závisí na pozorovateli – Přílišná složitost  nepochopení  nazýváme „nepořádkem“ • Komplexita x Chaos • Koherence x Entropie

18 30/6/1418 Komplexita x Chaos • „Logická“ stavba • Neexistuje objektivní míra • Úměrná složitosti – „zákonitosti“ • Pravidelnost (není nutná) • Komprese informace • Brownův pohyb nelze komprimovat

19 19 Turbulentní mezní vrstva Ferrante et al., 2004

20 20 Koherence Farge, Schneider, 2002 Koherentní 3% koef. 98,9%energie 79,1%enstrofie Nekoherentní 97,1%koef. 1,1%energie 20,9%enstrofie

21 21 Epikurejci Římští atomisté  Titus Lucretius Carrus pohyb atomů + clinamen = tělesa (KS) Jestliže atomy klesají v prostoru kolmo svou vlastní vahou, tu na místě neurčitém a za neurčito se vychýlí maličko z dráhy – jen tolik, aby ten směr byl maličko jiný. Jinak by padalo všecko, té odchylky nebýt, hlubinou prázdna dolů jak dešťové kapky, vrážet a strkat by do sebe nemohly prvky a příroda nikdy by nebyla stvořila pranic. De Rerum Natura (1.st.př.n.l.)

22 30/6/1422 Turbulence x Laminární proud • Z laminárního proudění vzniká turbulence • Pořádek (tj. turbulence) vzniká z chaosu (tj. z laminárního stavu) • Působením vnějších vlivů se z chaosu vynořují koherentní struktury

23 30/6/1423 Turbulence Leonardo da Vinci 16.st

24 Příklady turbulentních proudů • Proudění tekutin • Chemické reakce • Přeneseně v libovolné oblasti

25 Jez „Válec“ pod jezem (Otava)

26 Přechod do turbulence Laminární proudění, přechod do turbulence

27 Startovací vír „Startovací“ vír za křídlem letadla

28 Tornádo (Kansas, 31. května 1949)

29 Lavina Lavina (Himaláj)

30 Reakce Belousov-Zhabotinsky Malonic Acid M/L Sodium Bromate M/L Sulfuric Acid M/L Ferroin M/L oscilace

31 Směšovací tryska

32 30/6/1432 Jupiter Cassini 1655

33 Jupiter

34 Galaxie

35 Reynoldsovo číslo Re

36 Míchání

37 Přechod do turbulence

38 30/6/1438 Vírové struktury při přechodu Schlatter (2005)

39 Přechod - Reynolds

40 Přechod do turbulence

41 Vyvinutá turbulence

42 Turbulentní mezní vrstva

43

44

45 Proudění v kanále Isosurface of the Discriminant of the velocity gradient tensor for an instantaneous realization of a Retau=1900 turbulent channel (J.C. del Alamo, J. Jimenez, P. Zandonade and R.D. Moser 2006, Self-similar vortex clusters in the turbulent logarithmic region. J. Fluid Mech. 561, )


Stáhnout ppt "Úvod do TURBULENCE Doc.V.Uruba. 30/6/142 Dynamika proudění tekutin • Laminární – Stacionární – 0°vol • Turbulentní – Mnoho °vol (o.p., Re) • Unášení KS."

Podobné prezentace


Reklamy Google