МОДЕЛЬ АНИЗОТРОПНОЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ПЛОСКОГО ТЕЧЕНИЯ КУЭТТА

Б. В. Колосов, П. А. Ларин

Аннотация


На основе модели анизотропной жидкости, предложенной в предыдущих работах авторов данной статьи, рассмотрено плоское течение Куэтта (чистый сдвиг).

Изучено распределение скоростей анизотропной жидкости. Показано, что в этом случае надо ввести два логарифмических закона для скорости. Теоретически найдены константы для этих законов. В результате расчетов найдено, что всю область пространства, занятую анизотропной жидкостью, можно разделить на две части. В первой (большей) направление движения молекул совпадает с вектором скорости для изотропной жидкости. Во второй (меньшей) движение происходит в обратном направлении. Такое противоположное направление скоростей делает эту область неустойчивой и склонной к образованию вихря. Таким образом, появляется новое представление о природе возникновения вихревого движения, что существенно для теории турбулентности.

Теоретически показано, что плотность анизотропной жидкости в 1, 4 раза больше плотности изотропной.

Надо отметить, что теоретическое значение константы перед логарифмом скорости для основной области пространства, занятой течением получилось Обратное значение этой величины, называемое константой Кармана (Прандтля-Кармана) равно Для многих случаев (течение в круглой трубе, возле плоскости и других) известные опытные данные близки к этому значению. Так как все эти течения содержат элементы чистого сдвига (касательное напряжение является постоянным), то согласие теории и эксперимента можно считать удовлетворительным. Надо отметить, что это дает новое представление о проявлении анизотропных свойств в реальных турбулентных потоках. Рассмотрена аналогия между вихрями и элементарными частицами. Сделана количественная оценка.


Ключевые слова


anisotropic liquid;isotropic;logarithmic law of velocity;Newton’s law;shear stress;specific gravity of anisotropic liquid;vortex formation;анизотропная жидкость;закон Ньютона;изотропная;логарифмический закон скорости;напряжение сдвига;образование вихря;плотность анизотропной жидкости

Полный текст:

PDF

Литература


Колосов Б. В., Ларин П. А. Моделирование неньютоновских свойств жидкости // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2013. № 2. С. 450 – 460.

Колосов Б. В. Применение термодинамики к задачам трубопроводного транспорта // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2014. № 1. С. 534 – 654.

Колосов Б. В. О механизме неньютоновского поведения жидкостей // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2015. № 1. С. 382 – 405.

Де Жен П. Физика жидких кристаллов. М.: Мир, 1977. 400 с.

Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Мир, 1974. 711 с.

Хинце И. О. Турбулентность. М.: Гос. изд-во физ.-мат. л-ры, 1963. 680 с.

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1967. Т.8. 271 с.

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1967. Т. 9. 259 с.

Физический энциклопедический словарь / гл. ред. А. М. Прохоров. М.: Сов. Энциклопедия, 1984. 944 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2016-1-255-270

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.