Пасивні методи керування когерентними вихровими структурами у вихрових камерах. Частина 1. Спектральні оцінки ефективності

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorТурик, Володимир Миколайовичuk
dc.contributor.authorКочін, Віктор Олександровичuk
dc.contributor.authorTurick, V. M.en
dc.contributor.authorKochin, V. O.en
dc.contributor.authorТурик, В. Н.ru
dc.contributor.authorКочин, В. А.ru
dc.date.accessioned2016-10-31T16:34:25Z
dc.date.available2016-10-31T16:34:25Z
dc.date.issued2015
dc.description.abstractenBackground. Investigation of the limited flow structure and possibilities of its control in vortex chambers as elements of power units and manufacturing machinery for its working processes optimal setting. Objective. The quest of more perfect methods of control by energy carrying coherent vortical structures (ECVS) that have essential influence on processes of mass, momentum and energy transfer in swirling flows and therefore determine the efficiency of installation work. Methods. The frequency-spatial regions of ECVS, in which the correct statistical analysis of directed actions on its by artificial disturbing eddy formations is possible, are determined by means of visualization and hot-wire measuring of kinematic characteristics of wall current in the test vortex chamber. The disturbing eddy formations are generated in rectangular groove or in three hemispherical dimples of defined dimensions which are built directly in intake nozzle of chamber with adherence to necessary conditions of mutual susceptibility of vortical structures. Numerical processing of measured signals was carried out by fast Fourier transform algorithm. Results. Small by energy controlling actions to input flow cause substantial rise of power spectral density of velocity fluctuations on the most energy carrying frequencies — approximately in 2—11.5 times depending on eddy-generator type and frequency band, including the “transfer” of energy density to the most large-scale eddy components of ECVS. This fact detects in ECVS all signs of typical open nonlinear dynamical system: existence of resonant modes with sharpening, when the energy feed from controlling vortices and its equiphase perception by Görtler-Ludwieg vortices take place not on full mode spectrum, but selectivity, only for certain harmonic components. Conclusions. It has been proved experimentally the possibility of effective and low-powered control by macro- and microstructure of swirling flows. It opens the perspective of elaboration of new in principle methods for intensification of the transportable substances transfer in cylinders of internal-combustion engines, in vortex burners, combustors, chambers of rocket engines, furnaces, plasmatrons, mixers, chemical reactors, nuclear power plants etc.en
dc.description.abstractruПроблематика. Исследование тонкой структуры ограниченного течения и возможностей управлять ею в вихревых камерах как элементах энергетических и технологических машин и аппаратов для оптимальной организации их рабочих процессов. Цель исследования. Поиск более совершенных методов управления энергонесущими когерентными вихревыми структурами (ЭКВС), которые в большой степени влияют на процессы переноса массы, импульса и энергии в закрученных потоках и, таким образом, определяют эффективность работы установок. Методика реализации. Путем визуализации и термоанемометрических измерений кинематических характеристик пристеночного течения в опытной вихревой камере определены пространственно-частотные области ЭКВС, в которых возможен корректный статистический анализ эффекта направленных воздействий на нее искусственными возмущающими вихревыми образованиями. Они генерируются прямоугольной канавкой или тремя полусферическими лунками определенных размеров, которые вмонтированы непосредственно во впускное сопло камеры при соблюдении необходимых условий концепции взаимной восприимчивости вихревых структур. Численная обработка измеренных сигналов осуществлена на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье. Результаты исследования. Энергетически незначительные управляющие воздействия на входной поток вызывают существенное увеличение спектральной плотности мощности пульсаций скорости на наиболее энергонесущих частотах – примерно в 2–11,5 раза в зависимости от вида вихрегенератора и частотного диапазона, включая “перекачку” энергетической плотности к наиболее крупномасштабным вихревым составляющим ЭКВС. Это обнаруживает в ней все признаки типичной открытой нелинейной динамической системы: наличие режимов с обострением, в которых подпитка энергией от управляющих вихрей и ее синфазное восприятие вихревыми образованиями гертлер-людвиговской природы происходят не по всему спектру мод, а выборочно, только для определенных гармоник. Выводы. Экспериментально доказана возможность эффективного и малозатратного управления структурой закрученных потоков на макро- и микроуровнях, что открывает перспективу разработки принципиально новых способов интенсификации процессов переноса транспортабельных субстанций в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, в вихревых горелках, камерах сгорания, камерах ракетных двигателей, топочных устройств, плазмотронов, смесителей, химических реакторов, ядерных энергоустановок и т.п.ru
dc.description.abstractukПроблематика. Дослідження тонкої структури обмеженої течії та можливостей керування нею у вихрових камерах як елементах енергетичних та технологічних машин і апаратів для оптимальної організації їх робочих процесів. Мета дослідження. Пошук більш досконалих методів керування енергоємними когерентними вихровими структурами (ЕКВС), які значною мірою впливають на процеси переносу маси, імпульсу та енергії в закручених потоках і, таким чином, визначають ефективність роботи устаткування. Методика реалізації. З використанням візуалізації та термоанемометричних вимірювань кінематичних характеристик пристінної течії у дослідній вихровій камері визначено просторово-частотні області ЕКВС, придатні для коректного статистичного аналізу ефекту спрямованій дії на неї штучними збурювальними вихровими утвореннями. Вони генеруються прямокутною канавкою або трьома напівсферичними лунками певних розмірів, що вмонтовані безпосередньо у впускне сопло камери при витримуванні необхідних умов концепції взаємної сприйнятливості вихрових структур. Числова обробка виміряних сигналів здійснена на основі алгоритму швидкого перетворення Фур’є. Результати дослідження. Енергетично незначні керувальні дії на вхідний потік викликають істотне збільшення спектральної щільності потужності пульсацій швидкості на найбільш енергоємних частотах — приблизно у 2–11,5 разу залежно від виду вихорогенератора та частотного діапазону, включаючи “перекачування” енергетичної щільності до найбільш великомасштабних вихрових складових ЕКВС. Це виявляє в ній всі ознаки типової відкритої нелінійної динамічної системи: наявність режимів із загостренням, у яких підживлення енергією від керувальних вихорів та її синфазне сприйняття вихровими утвореннями гьортлер-людвігівської природи відбуваються не по всьому спектру мод, а селективно, лише для певних гармонік. Висновки. Експериментально доведено можливість ефективного і малозатратного керування структурою закручених течій на макро- та мікрорівнях, що відкриває перспективу розробки новітніх засобів інтенсифікації процесів переносу транспортабельних субстанцій у циліндрах двигунів внутрішнього згоряння, у вихрових пальниках, камерах згоряння, камерах ракетних двигунів, топкових пристроїв, плазмотронів, змішувачів, хімічних реакторів, ядерних енергоустановок тощо.uk
dc.format.pagerangeС. 54-65uk
dc.identifier.citationТурик В. М. Пасивні методи керування когерентними вихровими структурами у вихрових камерах. Частина 1. Спектральні оцінки ефективності / В. М. Турик, В. О. Кочін // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : науково-технічний журнал. – 2015. – № 6(104). – С. 54–65. – Бібліогр.: 25 назв.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/17917
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.source.nameНаукові вісті НТУУ «КПІ»: науково-технічний журналuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectкогерентні вихрові структуриuk
dc.subjectкеруванняuk
dc.subjectвихрова камераuk
dc.subjectтермоанемометричні вимірюванняuk
dc.subjectщільність розподілу ймовірностіuk
dc.subjectвзаємна сприйнятливість вихорівuk
dc.subjectспектральна щільність потужності пульсацій швидкостіuk
dc.subjectcoherent vortical structuresen
dc.subjectcontrolen
dc.subjectvortex chamberen
dc.subjecthot-wire measurementsen
dc.subjectprobability density distributionen
dc.subjectvortices mutual susceptibilityen
dc.subjectpower spectral density of velocity fluctuationsen
dc.subjectкогерентные вихревые структурыru
dc.subjectуправлениеru
dc.subjectвихревая камераru
dc.subjectтермоанемометрические измеренияru
dc.subjectплотность распределения вероятностиru
dc.subjectвзаимная восприимчивость вихрейru
dc.subjectспектральная плотность мощности пульсаций скоростиru
dc.subject.udc533.6.08:53.082.6uk
dc.titleПасивні методи керування когерентними вихровими структурами у вихрових камерах. Частина 1. Спектральні оцінки ефективностіuk
dc.title.alternativePassive Methods of Coherent Vortical Structures Control in Vortex Chambers. Part 1. Spectral Evaluation of Efficiencyen
dc.title.alternativeПассивные методы управления когерентными вихревыми структурами в вихревых камерах. Часть 1. Спектральные оценки еффективностиru
dc.typeArticleuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NV2015_6_7Turick.pdf
Розмір:
822.89 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: науково-технічний журнал, № 6(104)