Архив номеров

Рассматривается турбулентное течение несжимаемой жидкости в плоском канале с параллельными стенками. Трехмерные нестационарные уравнения Навье-Стокса решаются численно спектрально-конечно-разностным методом. В пристенную область (на 10% полуширины канала у каждой из стенок) вносится искусственная сила, полностью подавляющая боковые колебания скорости. Таким образом, область трехмерного движения, где возможно развитие турбулентных колебаний, оказывается отделенной от стенки слоем жидкости. Установлено, что устранение трехмерности вблизи стенок приводит к существенному понижению сопротивления. Однако полной ламинаризации не происходит. Течение в ядре потока остается турбулентным и может интерпретироваться как турбулентное течение в канале со стенками, расположенными на границе двумерного слоя и двигающимися с местной скоростью среднего течения. Значительные по амплитуде колебания, развивающиеся внутри двумерного слоя, искажают течение лишь в примыкающей области. За ее пределами распределения средних характеристик и структура мгновенных полей полностью соответствует обычному турбулентному течению в канале с твердыми стенками. Полученные результаты подтверждают гипотезу о несущественности граничных условий прилипания для пульсационной составляющей скорости в механизме возникновения и самоподдержания турбулентности в пристенных течениях.