Введение
Глава I. Развитие исследований закрученных потоков 15
1.1. Закрученные потоки в инженерной практике 15
1.2. Экспериментальные исследования закрученных потоков 18
1.3. Математические модели и численные исследования 24
1.4. Гидродинамическая неустойчивость течений с закруткой 33
Глава II. Вихревая структура закрученных потоков 42
2.1. Численный метод решения системы уравнений Навье—Стокса 42
2.2. Закрученные течения в осесимметричном канале с непроницаемымии проницаемыми стенками 46
2.2.1. Постановка задачи 46
2.2.2. Течения в канале с непроницаемыми стенками 49
2.2.3. Течения в канале с проницаемыми стенками 54
2.3. Закрученные течения в неограниченной среде 57
2.3.1. Постановка задачи 57
2.3.2. Результаты расчетов полей течения 59
2.3.3. Сравнение с автомодельным решением и экспериментами 64
2.4. Взаимодействие осевой струи с кольцевым закрученным потоком 68
2.4.1. Постановка задачи 68
2.4.2. Результаты расчетов полей течения 70
2.4.3. Сравнение с экспериментами 75
2.5. Коаксиально закрученные потоки в вихревой камере 79
2.5.1. Постановка задачи 79
2.5.2. Результаты расчетов полей течения 83
2.5.3. Сравнение с экспериментами 92
Глава III. Устойчивость закрученных течений 99
3.1. Метод нормальных мод 99
3.2. Устойчивость внутренних модельных течений с закруткой 108
3.3. Устойчивость расчетных течений в осесимметричном канале 118
3.4. Устойчивость вихря Бэтчелора 127
3.4.1. Вязкая мода неустойчивости 127
3.4.2. Ветвление собственных решений 132
3.4.3. Неустойчивость при большой закрутке потока 141
3.5. Устойчивость расчетных течений в неограниченной среде 147
Глава IV. Двухфазные вихревые течения с зонами рециркуляции 154
4.1. Распыление порошка закрученным потоком 154
4.1.1. Постановка задачи о движении закрученного потока 154
4.1.2. Результаты расчетов полей течений 157
4.1.3. Постановка задачи о распылении порошка 163
4.1.4. Результаты расчетов полей концентраций 167
4.1.5. Нестационарная задача о.переносе примеси 171
4.2. Разделение частиц по размерам закрученным потоком 177
4.2.1. Постановка задачи 177
4.2.2. Результаты расчетов полей течений 179
4.2.3. Массоперенос твердых частиц 182
4.3. Закрученные течения в прямоточном пылеотделителе 185
4.3.1. Постановка задачи 185
4.3.2. Расчет поля течения 186
4.3.3. Исследование процесса сепарации пыли 187
4.4. Течение в гидротехническом отстойнике 190
4.4.1. Постановка задачи 190
4.4.2. Результаты расчетов полей течения 194
4.4.3. Постановка задачи об осаждении частиц в отстойнике 198
4.4.4. Результаты расчетов полей концентрации 200
Глава V. Струйные течения неоднородных жидкостей 206
5.1. Распространение аэрированной затопленной струи 206
5.1.1. Постановка задачи 206
5.1.2. Математическая модель и численный метод решения 208
5.1.3. Расчеты движения аэрированной струи 215
5.1.4. Сравнение расчетов с экспериментами 221
5.1.5. Практическое применение результатов расчетов движения аэрированной струи 226
5.2. Смешение турбулентных закрученных потоков в осесимметричном канале 233
5.2.1. Постановка задачи 233
5.2.2. Математическая модель и метод решения 234
5.2.3. Тестирование метода 241
5.2.4. Результаты численного решения 244
Приложения. Вычислительные алгоритмы
П.1. Метод решения уравнения Пуассона для функции тока 257
П.2. Аппроксимация конвективных членов в уравнениях переноса 262
П.З. Конечно-разностная схема для решения уравнений переноса 268
П.4. Аппроксимация граничных условий для завихренности 271
П.5. Асимптотические решения системы уравнений для возмущений
в окрестности особых точек 274
Основные выводы 280
Литература 284
