docNestability stenového kapalinného filmu Úvod do problému
download 
Stížnost Transkript
Nestability stenového kapalinného filmu Úvod do problému
Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Nestability stěnového kapalinného filmu Úvod do problému Ing.Stanislav Knotek Školitel: prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc. VUT v Brně Fakulta strojního inženýrství Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí 5. říjen 2010 Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Obsah 1 Úvod 2 Experimentální poznatky 3 Základy analýzy nestabilit 4 Přístupy k řešení 5 Modely 6 Závěr Přístupy k řešení Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Schéma problému Richard Feynman: "[water waves] that are easily seen by everyone and which are usually used as an example of waves in elementary courses ... are the worst possible example ...; they have all the complications that waves can have." Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Cíle rozbor fenoménu stěnového kapalinového filmu a jeho nestabilit vyhodnocení působících vlivů sestavení a přehled typů nestabilit kriterií nestabilit počítačových modelů a jejich řešení predikce počátečních nestabilit rozvojové fáze odtržení fragmentů filmu Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Vlny na tenkých kapalných filmech Mapa režimu vln Craik, 1966 Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Vlny na tenkých kapalných filmech Jurman & McCready, 1989 Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Vlny na tenkých kapalných filmech Jurman & McCready, 1989 Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Typy nestabilit "pomalé vlny" 2D vlny - periodické 3D vlny, ripples solitární vlny atomizace Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Silová nerovnováha Stabilizační síly Destabilizační síly g - síla tíhová P - tlakové síly σ - povrchové napětí τ - smykové napětí Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Matematické základy lineární analýzy nestabilit Reynoldsův rozklad h = h̄ + h0 , u = ū + u 0 , .. . předpoklad linearity 0 0 u0 = v̂ v(y ) = U = û(y ) Û(y ) V0 V̂ (y ) = PS0 P̂S = τS0 τ̂S = aeiα(x−ct) = h0 Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Matematické základy lineární analýzy nestabilit funkce výchylek h0 = aeiα(x−ct) , vlnové číslo α = kde c = cR + icI 2π λ výchylka vln Re[h0 ] = a exp(αcI t) cos[α(x − cR t)] cR . . . fázová rychlost cI . . . rychlost růstu amplitudy cI > 0 cI < 0 kdy cI = 0 ? Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Princip analýzy nestabilit dosazení veličin do N.S. rovnic aplikace zjednodušujících předpokladů sestavení pohybových rovnic linearizace vyhodnocení průběhu cI = cI (α, U, . . .) Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Přístupy k řešení problému nestabilit experimentální data empirická a poloempirická kriteria viz K-H nestabilita simultánní řešení obou fází kvazi-statický přístup Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Princip simultánního řešení Orrova-Sommerfeldova rovnice O.-S. rovnice - nestabilita paralelního proudění OP(-1) - podmínka ulpívání, útlum fluktuací OP(0) - rovnost rychlostních a smykových výchylek OP(∞) - útlum fluktuací Výstup: φj (y ) −→ uj0 , vj0 , τ 0 , P 0 c = c(α, Re, ρ, µ, σ) αkrit = maxα cI Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Princip kvazistatického přístupu Separované řešení: 1 τ, P (τ̂SR , τ̂SI , P̂SR , P̂SI ) modelovány prouděním vzduchu nad pevným povrchem krátké X dlouhé vlny vliv turbulence X horní stěny 2 vlastní problém nestabilit integrální přístup řešení pohybových rovnic dosazení τ a P Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Pomalé vlny - Craik, 1966 Předpoklady velmi tenký film h<0.5 mm nízké rychlosti U<10 m/s kvazistatický přístup O.-S. rovnice α2 1 a αR 6 pro α = 2πh/λ Přístupy k řešení Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Pomalé vlny - Craik, 1966 2 α I 3 2 2 2 3 CI = (αR + β(αR) ) − α R T − R G 3R cf 2 Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Pomalé vlny - Craik, 1966 Přístupy k řešení Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Závěr Kapilární vlny - Asali, 1993 Předpoklady velmi tenké filmy & velké rychlosti plynu kvazistatický přístup & integrální metoda Z ua = h u dy , 0 1 Γ= hua2 Z h u 2 dy . 0 amplitudy tlakových a smykových fluktuací τ̂SR ∼ τ̂SI ∼ = = 7, ατ̄S ατ̄S P̂SR ∼ = −78 , ατ̄S P̂SI ∼ = 45 . ατ̄S Základní rovnice C 2 +ūa2 Γ̄−2ūa Γ̄C−h̄ūa2 Γ̂ = i τ̂S − τ̂W τ̄S − τ̄W P̂ α2 σ h̄ −i +h̄ S +g h̄sinβ+ , ρL α ρL ρL αh̄ρL Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Kapilární vlny - Asali, 1993 " # 2 3 τ̂SI P̂SR ρL g h̄ (αh̄)2 σ CI = αh̄ūa − αh̄ − sinβ − 3 2 ατ̄S ατ̄S τ̄S τ̄S h̄ Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Kapilární vlny - Asali, 1993 Závislost kritické vlnové délky na rychlosti vzduchu Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Shrnutí problému 1 klasifikace nestabilit a jejich vymezení v prostoru (ReL ,ReG ) 2 identifikace podmínek růstu nestabilit - kritické vlnové délky, kritické rychlosti 3 predikce odtržení fragmentů kapaliny z filmu, atomizace více typů nestabilit a geometrických konfigurací neexistuje univerzální řešení matematicky náročné řešení modelů stěžejní úkol - kvantifikace tlakových a smykových sil Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Modely Návrh dalšího postupu - Simulace - Star CCM+ přehledový charakter práce výběr vhodného modelu implementace smykových a tlakových sil ze CFD simulací Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Simulace smykových a tlakových sil Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Simulace smykových a tlakových sil Modely Závěr Úvod Experimentální poznatky Základy analýzy nestabilit Přístupy k řešení Děkuji za pozornost. Modely Závěr
Podobné dokumenty
http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0041.shtml
úřadu
Provozní hodiny
Úřední hodiny
konzulárního
oddělení
Zpracovatelské vlastnosti textilních vláken 6.
pozdějších kresbách. Kompozice obrazů je většinou založena na trojúhelníku. Je autorem projektu
ideálního města a dómu v Pavii. Jako vědec se soustředil převážně na technické problémy a
přírodověde...
Masarykova Univerzita Plošná fotometrie eliptických galaxi´ı
vázaných systémů, nalézajı́cı́ch se mimo Galaxii, definitivně rozhodl rok 1923, kdy Edwin
Hubble (1889–1953) detekoval proměnné hvězdy typu δ Cephei v galaxii M31. Pomocı́
modulu vzdáleno...
TAPPS Tutorial - Technische Alternative
označení, může být definováno celkem 16 vlastních označení, které budou k dispozici
pro vstupy/výstupy, hlášení a funkce. U funkcí na UVR1611 můžou být ovšem
zobrazeny jen 9 z 12 maximálně možných ...
Vratné a nevratné procesy
Vra me se zp t ke stavové rovnici – tato rovnice, i veli iny v ní používané, platí tedy pouze ve stavu
termodynamické rovnováhy, který je charakterizován konstantními hodnotami stavových veli in – ...
