NAU Harvester System
WALL PRESSURE FLUCTUATIONS BEHIND A PIPE NARROWING
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
WALL PRESSURE FLUCTUATIONS BEHIND A PIPE NARROWING
ПУЛЬСАЦИИ ПРИСТЕНОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ЗА СУЖЕНИЕМ ТРУБЫ РАЗНЫХ ФОРМ WALL PRESSURE FLUCTUATIONS BEHIND A PIPE NARROWING ОF VARIOUS SHAPES |
|
| Creator |
Borysyuk, A. O.; Інститут гідромеханіки НАН України
Borysyuk, Ya. A.; Інститут гідромеханіки НАН України |
|
| Subject |
—
pipe; narrowing; disturbed flow; wall pressure fluctuations — — труба; сужение; возмущенное течеиие; пульсации пристеночного давления — — труба; звуження; збурена течія; пульсації пристінного тиску — |
|
| Description |
Wall pressure fluctuations behind a pipe narrowing of the abrupt, trapezium-like and streamlined axisymmetric shapes are studied experimentally. A sharp increase in their rms level in a finite region immediately downstream of the narrowing, leading up to a pronounced maximum upstream of the point of jet re-attachment, is found. Approximate estimates for the upper limits of the lengths of that region and its typical domains, as well as quantitative relationships both for the distance from the narrowing to the point of maximum rms pressure and for the rms magnitude at this point are obtained for all the shapes. Inspection of the wall pressure power spectrum reveals the presence of a few pronounced low-frequency maxima for all the narrowing shapes. The maxima are found to be associated with the large-scale eddies in the domains of separated and reattached flow, and their frequencies are close to the characteristic frequencies of the eddies’ formation. These maxima are the main distinguishing features of the spectrum under investigation compared to the power spectrum of the wall pressure fluctuations in a fully-developed turbulent flow in a pipe without narrowing. Study of the narrowing shape effects reveals the appropriate changes in the investigated statistical characteristics of the pressure, the power spectrum being more sensitive to the changes in the shape parameters compared to the rms pressure. Recommendations about possible practical application of the obtained results are given.
Экспериментально исследуются пульсации пристеночного давления в трубе за осесимметрическими сужениями обрывной, трапециеобразной и обтекаемой форм. Выявлено резкое увеличение их среднеквадратичного значения в конечном регионе непосредственно за сужением, которое достигает максимума перед точкой присоединения струи. Для всех форм сужения получены приближенные оценки для верхних пределов длин этого региона и его типичных областей, а также количественные соотношения для расстояния от сужения до точки максимума среднеквадратичного давления и значения давления в этой точке. Изучение спектра мощности выявляет наличие в нем низкочастотных максимумов. Они ассоцииируются с крупномасштабными вихрями в областях отрывного и присоединенного течения, а их частоты близки к характерным частотам формирования этих вихрей. Эти максимумы являются основной особенностью спектра по сравнению со спектром мощности пульсаций пристеночного давления в полностью развитом турбулентном течении в трубе без сужения. Исследование эффектов формы сужения выявляет соответствующие изменения в статистических характеристиках пульсаций давления. При этом спектр мощности является более чувствительным к изменениям параметров формы по сравнению со среднеквадратичным давлением. Даются рекомендации относительно возможного практического применения полученных результатов. Експериментально досліджуються пульсації пристінного тиску в трубі за осесиметричними звуженнями обривної, трапецієподібної та обтічної форм. Виявлено різке зростання їх середньоквадратичного значення у скінченному регіоні безпосередньо за звуженням, яке досягає максимуму перед точкою приєднання струменя. Для всіх форм звуження одержано наближені оцінки для верхніх меж довжин цього регіону і його типових областей, а також кількісні співвідношення для відстані від звуження до точки максимуму середньоквадратичного тиску та значення тиску в цій точці. Вивчення спектра потужності виявляє наявність у ньому низькочастотних максимумів. Вони асоціюються з великомасштабними вихорами в областях відривної та приєднаної течії, а їх частоти близькі до характерних частот формування цих вихорів. Ці максимуми є основною особливістю спектра у порівнянні зі спектром потужності пульсацій пристінного тиску у повністю розвиненій турбулентній течії в трубі без звуження. Дослідження ефектів форми звуження виявляє відповідні зміни у статистичних характеристиках пульсацій тиску. При цьому спектр потужності є чутливішим до змін параметрів форми порівняно із середньоквадратичним тиском. Даються рекомендації стосовно можливого практичного застосування одержаних результатів. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2017-06-19
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/11615
10.18372/2310-5461.34.11615 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 34, № 2 (2017); 162-170
Science-based technologies; Том 34, № 2 (2017); 162-170 Наукоемкие технологии; Том 34, № 2 (2017); 162-170 |
|
| Language |
en
|
|