Альбом течений жидкости и газа - Ван-Дайк М.
Скачать (прямая ссылка):
107. Неустойчивость дымовой струйки от сигареты.
На этих двух фотоснимках хорошо известного явления, сделанных при легком выдувании дыма, видно, как первоначально прямолинейный столб
дыма становится неустойчивым и создает два концевых вихря, соединенных между собой сеткой вихревых петель, напоминающей лесенку. [Perry, Lim, 1978]
108. Термики, всплывающие от нагретой поверхности. Грибообразные столбики периодически поднимаются с нагретой медной пластинки. Визуализация осуществляется электрохимическим путем с
помощью подкраски тимолом-синим. На правом снимке скорость нагрева выше. [Sparrow, Husar, Goldstein, 1970]
65
109. Турбулентное пятно Эммонса. Процесс перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный на плоской пластинке происходит перемежающимся образом путем самопроизвольного случайного возникновения турбулентных пятен. Размер каждого пятна растет примерно пропорционально расстоянию при движении пятна вниз по потоку, которое идет со скоростью, составляющей некоторую долю скорости свободного пото-
ка. При этом пятно сохраняет характерную стреловидную форму, показанную на снимке при помощи суспензии алюминиевых хлопьев в воде. На снимке видна также распространяющаяся в поперечном направлении от дна канала область загрязнения. В центре пятна число Рейнольдса, рассчитанное по расстоянию от передней кромки, равно 200 000. [Cantwell, Coles, Dimotakis, 1978]
110. Поперечное сечение турбулентного пятна. Тур- току. С целью визуализации дым в аэродинамиче-булентное пятно на ранней стадии своего развития ской трубе освещается лазерным световым ножом, показано в поперечном сечении, нормальном к по- [Perry, Lim, Teh, 1981]
66
Re = 400 ООО
111. Турбулентное пятно при различных числах его передней кромки заостряется. Визуализация Рейнольдса. По мере возрастания числа Рейнольд- осуществляется при помощи дыма в воздухе, осве-са контур пятна становится более четким, а угол щаемого вспышкой. Фото R. Е. Falco
67
112. Неустойчивость ламинарного вихревого кольца. Верхний ряд снимков показывает истечение воды с введенной в нее краской через пятисантиметровое отверстие, в результате чего создается осесимметричное вихревое кольцо, подобное такому же кольцу в воздухе, показанному на фото 77. Число Рейнольдса этого кольца равно примерно 15000. Нижний ряд снимков показывает последо-
вательное разрушение кольца из-за неустойчивости. Развиваются синусоидальные возмущения с семью волнами на кольце. Внешние слои кольца в отличие от его ядра искривляются. Амплитуда волн возрастает до тех пор, пока кольцо внезапно не испытает перехода к турбулентности при сохранении видимости его структуры. [Didden, 1977]
68
113. Гексагональное дымовое кольцо. Нарастание волн вокруг вихревого кольца часто называется неустойчивостью Уиднелла-по имени исследователя, впервые проанализировавшего это явление. К моменту, показанному на данном снимке, этот
процесс привел к замечательной симметричной структуре, созданной дымом в воздухе при числе Рейнольдса, примерно равном 1000. Фото
G. J. Jameson, М. Urbicain
114. Рост волн на вихревом кольце. Эта последова- кольца в воде, при несколько большем числе Рей-тельность снимков демонстрирует восемь волн, нольдса, примерно равном 2000. [Didden, 1977] развивающихся вокруг ламинарного вихревого
115. Неустойчивое вихревое кольцо при большом числе Рейнольдса. Число волн вокруг вихревого кольца с ростом числа Рейнольдса возрастает. Кольцо в воздухе, показанное на этом снимке и видимое в поле диаметром 15 см, визуализировано
при помощи фотографирования по шлирен-мето-ду. Кольцо было создано в ударной трубе диаметром 8 см, находящейся на 50 см левее. Число Рейнольдса кольца равно примерно 40000. Фото Bradford Sturtevant
70
r> A 4 VJ -V. 1
? J
116. Неустойчивость пары концевых вихрей. Вихревой след за самолетом В-47 фотографировался непосредственно в небе с интервалами в 15 с после прохождения самолета. Вихревые ядра стали при этом видимыми благодаря конденсации влаги. Они медленно размываются и постепенно собираются в симметричную, почти синусоидальную
структуру, пока они не свяжутся и не образуют цуг вихревых колец. После этого след начинает быстро распадаться. Этот процесс называется обычно неустойчивостью Кроу-по имени исследователя, впервые давшего аналитическое описание его начальных стадий. [Crow, 1970], с любезного разрешения Meteorology Research Inc.
71
117. Неустойчивость круглой струи. Эта теневая фотография демонстрирует струю углекислого газа диаметром 1/4 дюйма, вытекающую в воздух при скорости 127 фут/с. Когда струя вытекает из сопла при числе Рейнольдса, равном примерно
30 ООО, она ламинарна. На расстоянии одного диаметра вниз по потоку струя обнаруживает неустойчивость, после чего происходит образование вихревых колец и переход к турбулентности. Фото Fred Landis, Ascher Н. Shapiro
