ИСТИНА

Наличие турбулентных пульсаций в прямых трубах некруглого поперечного сечения приводит к тому, что в осредненном поле скорости появляется не только продольная компонента, но и поперечные компоненты, образующие вторичное течение. Обнаруженное в 20-е годы прошлого столетия (И. Никурадзе, Л. Прандтль), это гидродинамическое явление остается объектом активных исследований вплоть до наших дней. Интенсивность турбулентных вторичных течений невысока, и не превышает, как правило, 2–3% от характерной скорости потока. Тем не менее их вклад в процессы поперечного переноса импульса и тепла сопоставим со вкладом турбулентных пульсаций. В работе дается обзор экспериментальных, теоретических и численных исследований вторичных течений в прямых трубах и каналах. Особое внимание уделяется вопросу выявления физических механизмов формирования вторичных течений, построения моделей априорной оценки их формы. Затрагиваются вопросы специфики развития вторичных течений в открытых каналах и каналах с неоднородной шероховатостью стенки. Обсуждаются подходы полуэмпирического моделирования турбулентных потоков при наличии вторичных течений.

The occurrence of turbulent pulsations in straight pipes of noncircular cross-section leads to the situation, when the average velocity field includes not only the longitudinal component but also transverse components that form a secondary flow. This hydrodynamic phenomenon discovered at the twenties of the last century (J. Nikuradse, L. Prandtl) has been the object of active research to the present day. The intensity of the turbulent secondary flows is not high; usually, it is not greater than 2–3% of the characteristic flow velocity. Nevertheless, their contribution to the processes of transverse transfer of momentum and heat is comparable to that of turbulent pulsations. In this paper, a review of experimental, theoretical, and numerical studies of secondary flows in straight pipes and channels is given. Emphasis is placed on the issues of revealing the physical mechanisms of secondary flow formation and developing the models of the apriori assessment of their forms. The specific features of the secondary flow development in open channels and channels with inhomogeneously rough walls are touched upon. The approaches of semiempirical simulation of turbulent flows in the presence of secondary flows are discussed.

Представление модели расчета характеристик турбулентных течений, способной учитывать анизотропию в распределениях напряжений Рейнольдса.

Публикация статьи "Вторичные течения Прандтля 2-ого рода. Проблемы описания, предсказания, моделирования" Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа, 2021, №4, с. 73-99. DOI 10.31857/S0568528121040095