Турбулентные течения при очень больших числах Рейнольдса: уроки новых исследований

Г.И. Баренблатт^а, б, в, А.Дж. Корин^б, в, В.М. Простокишин^а, г, в
^аИнститут океанологии им. ПП Ширшова РАН, ул.Красикова 23, Москва, 117218, Российская Федерация
^бUniversity of California, Berkeley, California, USA
^вLawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California, USA
^гНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Каширское шоссе 31, Москва, 115409, Российская Федерация

Универсальный (не зависящий от числа Рейнольдса) логарифмический закон Кармана—Прандля для распределения скорости в основной промежуточной области турбулентного сдвигового потока считается одним из фундаментальных законов инженерной науки и повсеместно преподаётся в курсах гидродинамики и гидравлики. В обзоре показано, что этот закон основан на предположении, которое не может быть признано правильным и не соответствует эксперименту. Вывод этого закона, предложенный Л.Д. Ландау, не является вполне корректным. Обсуждается альтернативный скейлинговый (степенной) закон, явно отражающий влияние числа Рейнольдса, и соответствующий закон сопротивления. Исследование основано на идеях промежуточной асимптотики и неполной автомодельности по параметру подобия, в формировании которых Яков Борисович Зельдович сыграл выдающуюся роль. Работа посвящается его памяти.

Текст pdf (641 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0184.201403d.0265

PACS: 47.10.−g, 47.27.−i, 47.27.Ak, 47.27.Gs (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0184.201403d.0265
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2014/3/e/
Web of Science

000337360600004
Scopus

2-s2.0-84924386658
ADS NASA

2014PhyU...57..250B
Цитата: Баренблатт Г И, Корин А Дж, Простокишин В М "Турбулентные течения при очень больших числах Рейнольдса: уроки новых исследований" УФН 184 265–272 (2014)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 5 ноября 2013, одобрена в печать: 5 ноября 2013

English citation: Barenblatt G I, Chorin A J, Prostokishin V M “Turbulent flows at very large Reynolds numbers: new lessons learned” Phys. Usp. 57 250–256 (2014); DOI: 10.3367/UFNe.0184.201403d.0265

Список литературы (21) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (22) Похожие статьи (13)

von Kármán Th "Mechanische Ähnlichkeit und Turbulenz" Proc. of the 3rd Intern. Congress Applied Mechanics, Stockholm, 24 - 29 August 1930 Vol. 1 (Eds C W Oseen, W Weibull) (Stockholm: Aktiebolaget Sveriges Litografiska Tryckerier, 1931) p. 85 - 93
Ландау Л, Лифшиц Е Механика сплошных сред: Гидродинамика и теория упругости (Теоретическая физика) Т. 3 (Под общ. ред. Л Д Ландау) (М. - Л.: ОГИЗ ГИТТЛ, 1944)
Ландау Л Д, Лифшиц Е М Гидродинамика (Теоретическая физика) Т. 6 3-е изд., перераб. (М.: Наука, 1986), Учеб. пособие для физ. спец. ун-тов: В 10 т.; Landau L D, Lifshitz E M Fluid Mechanics ((Course of Theoretical Physics) Vol. 6 2nd ed., rev. (Oxford: Pergamon Press, 1987)
Bridgman P W Dimensional Analysis (New Haven: Yale Univ. Press, 1931); Бриджмен П У Анализ размерностей (М. - Ижевск: РХД, 2001)
Баренблатт Г И Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика (Л.: Гидрометеоиздат, 1982); Barenblatt G I Scaling, Self-similarity, and Intermediate Asymptotics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1996)
Монин А С, Яглом А М Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности Т. 1 (М.: Наука, 1965); Monin A S, Yaglom A M Statistical Fluid Mechanics; Mechanics of Turbulence Vol. 1 (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1971)
Goldenfeld N Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group (Reading, Mass.: Addison-Wesley, Advanced Book Program, 1992)
Barenblatt G I Scaling (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2003); Баренблатт Г И Автомодельные явления — анализ размерностей и скейлинг (Долгопрудный: Интеллект, 2009)
Barenblatt G I, Chorin A J, Prostokishin V M Appl. Mech. Rev. 50 413 (1997)
Nikuradse J "Gesetzmäßigkeiten der turbulenten Strömung in glatten Rohren" VDI (Verein Deutscher Ingenieure)-Forschungsheft 356, Supplement to "Engineering Research" ("Forschung auf dem Gebiet des Ingenieurwesen") Edition B Vol. 3 (Berlin: VDI-Verlag, 1932); Translated into English, Nikuradse J "Laws of turbulent flow in smooth pipes" NASA TT F-10,359 (Washington: National Aeronautics and Space Administration, 1966)
Zagarola M V "Mean flow scaling of turbulent pipe flow" Ph.D. Thesis (Princeton: Princeton Univ., 1996)
Barenblatt G I Flow, Deformation and Fracture (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2014)
Barenblatt G I, Chorin A J, Prostokishin V M J. Fluid Mech. 410 263 (2000)
Колмогоров А Н ДАН СССР 30 299 (1941); Translated into English, Kolmogorov A N Proc. R. Soc. Lond. A 434 9 (1991)
Колмогоров А Н ДАН СССР 31 19 (1941)
Обухов А М Изв. АН СССР Сер. геогр. и геофиз. 5 4 (1941)
Монин А С, Яглом А М Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности Т. 2 (М.: Наука, 1967); Monin A S, Yaglom A M Statistical Fluid Mechanics; Mechanics of Turbulence Vol. 2 (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1975)
Chori A "Theories of turbulence" Lecture Notes Math. 615 36 (1977)
Barenblatt G I, Goldenfeld N Phys. Fluids 7 3078 (1995)
Praskovsky A S, Oncley S Phys. Fluids 6 2886 (1994)
Обухов А М Турбулентность и динамика атмосферы (Л.: Гидрометеоиздат, 1988)