Исследование аэродинамики цилиндрических тел и башенных градирен тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Ларичкин Владимир Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТЕЛ И БАШЕННЫХ ГРАДИРЕН

01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск - 2003

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете

Научный консультант: доктор физико-математических наук,

профессор

Козлов Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор

Лапин Юрий Викторович '

доктор физико-математических наук, профессор

Бердников Владимир Степанович

1

доктор технических наук, профессор

Лебига Вадим Аксентьевич ,

Ведущая организация: НИИ Механики МГУ им. М.В. Ломоносова

(г. Москва)

Защита состоится 31-10> 2003 г. в час.00 мин. на заседании диссертационного совета Д 003.035.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск-90, ул. Институтская 4/1.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просьба направить по указанному выше адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теоретической и прикладной механики СО РАН

Автореферат разослан « 7с/ » _ __!2Й._2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Д.ф.-м.н. Корнилов В.И.

2 ооЗ-А

Mol

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с ростом общего объем» промышленного строительства в различных регионах страны возрастают требования к надежности работы тех конструкций и сооружений, которые подвергаются воздействию воздушных потоков. Кроме того в энергетике и различных областях техники широко используются устройства, нагревательные поверхности которых состоят из труб. В этом случае важно найти для этих устройств способы увеличения интенсификации теплообмена. Эти проблемы тесно связаны с изучением отрывного обтекания тел в различных условиях. Обычно конструкции и сооружения имеют конечную длину, плохообтекаемую форму, чаще всего призматическую или цилиндрическую, что затрудняет описание возникающего при этом пространственного течения численными или аналитическими методами. К тому же реальные тела могут находиться в условиях взаимного влияния, вблизи стенки или закреплены на ней одним концом, при высокой или низкой степени турбулентности набегающего потока, при наличии или отсутствии вертикального градиента скорости. Взаимодействие ветрового потока с наземными сооружениями и их элементами в натурных и модельных условиях изучалось многими авторами как у нас в стране (Барнштейн М.Ф., Савицкий Г.А., Серебровский Ф.Л., Федяевский К.К., Беспрозванная И.М., Фомин Г.М., Казакевич М.И., Горлин С.М., Рэттер Э.И., Худяков Г.Е., Некрасов И.В. и др.), так и за рубежом (Davenport A.G., Counihan J., Jensen M., Niemann H.-J., Roshko A., Parkinson G., Cermak J. E., Scorer R.S., Zdravkovich M.M. и др.). Пространственный характер обтекания, множественность режимов являются основными причинами недостаточной изученности этой проблемы. Поэтому необходимо дальнейшее теоретическое и экспериментальное' изучение влияния указанных параметров на закономерности распределения давления, вихреобразования в следе за плохообтекаемыми телами, в первую очередь наиболее простой цилиндрической формы.

В то же время в промышленном строительстве все больше внимания уделяется новым сложным формам сооружений, аэродинамика которых неизвестна. Так, например, в связи с возрастанием мощности современных промышленных предприятий, в первую очередь, энергоблоков тепловых и атомных электростанций, актуальной становится задача увеличения единичной производительности башенных градирен, используемых в оборотных системах технического водоснабжения. Для традиционных форм башенных градирен (гиперболоид вращения) повышение производительности достигается главным образом за счет увеличения геометрических размеров башни. Однако с ростом размеров снижается устойчивость башни при ветровых и сейсмических нагрузках, увеличивается неблагоприятное воздействие ветра на работу градирни. Увеличение производительности башенных градирен без существенного увеличения их высоты может быть достигнуто, в частности, созданием новых форм оболочек, что подтверждается отечественным и зарубежным опытом. На стадии проектирования отсутствие теоретических моделей, позволяющих рассчитать ветровую нагрузку на градирни сложной формы оболочек и тепломассообмен внутри их при наличии и отсутствии ветрового потока, требует физического моделирования этих явлений. В этой связи становится актуальной задача моделирования приземного пограничного слоя заданной структуры и толщины, потока паровоздушной смеси внутри оболочки, определения условий корректного перехода от модельных результатов к натурным.

Наряду с этим, ухудшающаяся экологическая обстановка в районах расположения ТЭС, связанная с выбросами дымовых газов, заставляет все больше внимания уделять созданию нетрадиционных технологий удаления продуктов сгорания органического топлива, например, через комбинированное высотное сооружение (градирня - дымовая труба). Новое техническое решение требует теоретического и экспериментального обоснования своих преимуществ. Необходимо возможно полное представление о зависимости технологического процесса в градирне от различных факторов, одним из которых является скорость ветра. Для

решения этой задачи актуально проведение специзд

БИБЛИОТЕКА I I С. Петербург/ду »и

ОЭ Ю» ф, ff\

Цель работы заключалась:

• в экспериментальном установлении связи структуры турбулентного течения в окрестности двумерного препятствия и глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой, структуры турбулентного течения около трехмерного препятствия и его удлинения, позволяющие предсказать и оптимизировать внешнее обтекание тел, в том числе и башенных градирен;

• в исследовании и обобщении результатов обтекания одного и двух круговых цилиндров при усложнённых граничных условиях. Получение новой экспериментальной информации об обтекании бесконечно длинных и консольно закреплённых цилиндров различного удлинения в дозвуковом равномерном и сдвиговом потоках при наложении акустического поля и без него, гладких и с надстройками, расположенных вертикально к плоской поверхности и горизонтально к ней с малым зазором. Распространение полученных результатов на создание новых конструкционных решений теплообменных устройств и способов повышения их эффективности;

• в установлении физической картины, особенностей внешнего обтекания и характера течений внутри оболочек новых форм башенных градирен и комбинированного высотного сооружения, использующихся в системах оборотного технического водоснабжения ТЭС и АЭС, выбрав и разработав соответствующий метод моделирования и измерительный комплекс. Непосредственное использование результатов исследований для определения рациональной формы оболочки башенных градирен, разработке рекомендаций по их расположению на промплощадке и для эффективного удаления дымовых газов ТЭС.

Методика исследований. Приведенные в работе экспериментальные данные были получены на аэродинамических трубах Т-324 Института теоретической и прикладной механики СО РАН, 3-АТ-17,5/3 Сибирского НИИ энергетики (в настоящее время научно-исследовательской и ирОектно-строительной фирмы УНИКОН), Т-503 Новосибирского государственного технического университета. В процессе исследований применялись разнообразные методы и средства диагностики течения: визуализационные (шелковинки, саже-масляная пленка, дымовое трассирование), пневмометрические, весовые и термоанемометрические.

Научная новизна работы представлена

• методикой моделирования характеристик приземного пограничного слоя для разных типов подстилающей поверхности в дозвуковых аэродинамических трубах с короткой и длинной рабочей частью;

• расчетными и экспериментальными результатами о влиянии на характер обтекания призматического тела расположенного на плоской поверхности глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой, угла скольжения и удлинения;

• экспериментальными результатами, полученными в малоисследованной области верхнего торца одного и двух круговых цилиндров, данными о взаимодействии поперечно обтекаемого цилиндра с близко расположенной плоской поверхностью;

• обнаружением и трактовкой новых явлений, связанных с наложением акустического поля на вихревую структуру потока за одним и двумя цилиндрами различного удлинения при наличии и отсутствии угла скольжения;

• впервые полученными аэродинамическими характеристиками новых форм башенных градирен как изолированных, так и находящихся во взаимодействии с другой такой же башней;

• впервые полученными экспериментальными данными о характере вихревого движения внутри комбинированного высотного сооружения (башенная градирня - дымовая труба) и характеристиках факела.

Практическая значимость работы

• результаты работы по обтеканию консольных круговых цилиндров в условиях однородного и градиентного потоков и по определению аэродинамических характеристик кругового цилиндра вблизи плоской поверхности использованы при разработке новой редакции Строительных норм и правил (раздел «Нагрузки и воздействия») дли уточнения методики расчета ветрового воздействия на башенные конструкции и их элементы;

• данные по исследованию аэродинамических характеристик трехсекционных башенных градирен и аэродинамике комбинированного высотного сооружения использованы в проектных организациях при разработке ресурсосберегающей технологии эксплуатации градирен в оборотных системах технического водоснабжения;

• данные по структуре течения около призматических тел на плоской поверхности могут использоваться для управления отрывом потока на обтекаемых поверхностях, в частности, на башенных градирнях и для проверки существующих и разработки новых методов расчета сложных отрывных течений;

• обнаруженные при обтекании цилиндров эффекты изменения структуры вихревого следа под влиянием акустических возмущений могут использоваться для повышения эффективности теплообменного оборудования ТЭС и АЭС путем интенсификации процессов теплообмена.

Достоверность результатов обоснована использованием в работе универсальных и отработанных методов исследований, проведением тестовых опытов, анализом систематических и случайных погрешностей измерений. Проведено сопоставление результатов, полученных численными методами, с помощью различных экспериментальных методов исследований в условиях различных установок, и показано их взаимное соответствие. Результаты работы согласуются с опубликованными теоретическими и экспериментальными данными о характеристиках подобных течений и с результатами исследований явлений, аналогичных изучаемых в данной работе. Данные, полученные в различных разделах работы, дополняют друг друга и дают целостную, физически непротиворечивую картину изучаемых явлений.

Автор защищает:

• результаты экспериментальных исследований структуры течения в окрестности препятствия квадратного сечения, расположенного на плоской поверхности в широком диапазоне варьируемых параметров;

• результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик и структуры потока в ближнем следе за поперечно обтекаемым круговым цилиндром в широком диапазоне условий обтекания: вблизи экрана, при наличии продольных надстроек на поверхности, при наложении акустическою поля, при наличии вертикального градиента скорости;

• полученные экспериментальные данные о взаимодействии двух консольных цилиндров в условиях равномерного и градиентного потоков, при акустическом воздействии и без него;

• методику физического моделирования и диагностики работы башенных градирен в условиях штиля и ветрового потока;

• результаты модельных экспериментальных исследований внешней и внутренней аэродинамики новых форм оболочек башенных градирен (трехсекционной и гибридной) в широком диапазоне варьируемых параметров;

• результаты модельных экспериментальных исследований течения внутри оболочки и в факеле комбинированного высотного сооружения (гиперболическая башенная градирня -дымовая труба).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2-й Европейской конференции по турбулентности (Берлин, Германия, 1988), Всесоюзной школе «Совершенствование проектирования и строительства градирен» (Москва, Россия, 1988 ), Симпозиуме IUTAM по отрывным течениям и струям (Новосибирск, Россия, 1990), 7-м Международном симпозиуме МАГИ по градирням и брызгальным бассейнам (Ленинград, Россия, 1990), Всесоюзном совещании «Основные направления совершенствования исследований и проектирования энергетических объектов ТЭС и АЭС» (Нарва, Эстония, 1991), 1-st International Conference on Experimental Fluid Mechanics (Chengdu, China, 1991), Школе-семинаре ЦАГИ «Механика жидкости и газа» (Москва, Россия, 1991), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, Россия, 1994), 1-st European Conference on Wind Engineering (Warsaw, Poland, 1994), 2nd East European Conference on Wind Engineering (Prague, Czech Republic, 1998), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, Россия, 1998), 4-м Всероссийском научно-техническом семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, Россия, 1998), 7-й Международной конференции «Устойчивость и турбулентность течений гомогенных и гетерогенных жидкостей» (Новосибирск, Россия, 2000), 8-м Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (г. Пермь, Россия, 2001), 6-th Asian Symposium on Visualization (Pusan, Korea, 2001), Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering (Yeungnam University, Korea 2002), 3"1 East European Conference on Wind Engineering (Kiev, Ukraine, 2002), а также на семинарах в научно-исследовательских институтах: НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, 06.06.1988 и 31.01.2003; Институте гидромеханики АН УССР, г. Киев, 02.06.1988; Сумском филиале Харьковского политехнического института, г. Сумы, 24 05.1988; Институте физико-технических проблем энергетики АН Литовской ССР, г. Каунас, 30.05.1988; Институте теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск, 25.01.2002 и 25.04.2003; Институте теплофизики СО РАН, г. Новосибирск, 15.01.2003; Санкт-Петербургском государственном университете, г. Санкт-Петербург, 05.02.2003; НИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева, г. Санкт-Петербург, 06.02.2003; Новосибирском государственном техническом университете, г. Новосибирск, 25.02.2003.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 печатных работ. Основные результаты содержатся в работах [1-34].

Личный вклад диссертанта в работы, выполненные в соавторстве, заключается в его непосредственном участии в исследованиях на всех стадиях их проведения, обработке и оформлении полученных данных. Диссертанту принадлежит: развитие метода моделирования приземного пограничного слоя в аэродинамических трубах с короткой рабочей частью [10,26-27], постановка и личное проведение экспериментов по определению аэродинамических характеристик одной и двух трехсекционных башенных градирен [1-3, 9, 12, 16, 18-20], гибридной градирни и комбинированного высотного сооружения [17, 24-25], определение аэродинамических коэффициентов, установление картин обтекания, физическое объяснение механизмов явлений, наблюдаемых при обтекании цилиндрических тел в усложненных граничных условиях [4-9, 11, 13-15, 21-23], экспериментальное определение характера течения около призматического тела на плоской поверхности [28-34]. Диссертанту принадлежит написание большинства работ, выполненных в соавторстве, за исключением [И, 14]. В работах [И, 31, 34] диссертанту принадлежат результаты экспериментальных исследований. Представление совместных результатов согласовано с соавторами.

Основными соавторами работ Ларичкина В.В. являются: д.ф.-м.н. Козлов В.В., д.ф.-м.н. Качанов Ю.С, д.ф.-м.н. Бардаханов С.П., д.т.н. Коваленко В.М., к.т.н. Бычков Н.М., к ф.-м.н. Яковенко С.Н., н.с. Щербаков В.А., инж. Березин М.М.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 365 наименований и приложения. Изложена на 390 страницах, включая 177 иллюстраций. В конце каждой главы сформулированы основные результаты. В приложении представлены копии актов внедрения результатов, подтверждающих практическую ценность работы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность темы исследований, обсуждается современное состояние проблемы взаимодействия ветрового потока с наземными сооружениями башенного типа и их элементами. Сделан общий обзор полученных к настоящему времени теоретических и экспериментальных результатов в области аэродинамики плохообтекаемых тел и наземных сооружений. Сформулированы задачи исследований, научная новизна работы и ее практическое значение. Приведено краткое содержание работы по главам.

В первой главе представлены результаты численных и экспериментальных исследований турбулентного течения в окрестности цилиндрического тела квадратного сечения (препятствия) на плоской поверхности.

Отмечается актуальность задачи об обтекании препятствий на плоской поверхности как в фундаментальном плане, так и в связи с ее инженерными приложениями, например, использование препятствий для управления отрывными течениями на обтекаемых поверхностях, в частности, на поверхности оболочек башенных градирен. Представлен обзор теоретических и экспериментальных работ по исследованию дозвукового обтекания двумерных и трехмерных препятствий квадратного сечения, частично или полностью погруженных в развитый турбулентный пограничный слой, при отсутствии или наличии угла скольжения (раздел 1.1). На основе этих работ построена общая схема двумерного обтекания градиентным потоком препятствия на плоской поверхности (рис. 1) и дано физическое объяснение образующимся вихревым зонам.

1 - зона вихря перед препятствием, 2 - зона малого вихря за препятствием с вращением против часовой стрелки, 3 - общая зона рециркуляции за препятствием (большой вихрь с вращением по часовой стрелке), 4 - слой смешения, 5 - линия тока у/-0, 6 - зона присоединения потока к стенке, 7 - восстанавливающийся пограничный слой.

Отмечается противоречивость результатов многих исследований, особенно по предсказанию размеров большой рециркуляционной зоны за препятствием, формирующейся вследствие отрыва потока от передней кромки. Указывается, что в зоне присоединения оторвавшийся поток испытывает в основном три воздействия: влияние кривизны, положительного градиента давления и взаимодействия со стенкой. Сильное влияние на характер обтекания препятствия может оказывать загромождение потока, т.е. отношение

площади проекции препятствия на плоскость перпендикулярную набегающему потоку к площади канала.

Указывается, что теоретическое изучение турбулентных отрывных течений около плохообтекаемых тел сопряжено с большими трудностями, в первую очередь вследствие сложности формы тел, большой кривизны линий тока, больших градиентов скорости вблизи препятствия, больших уровней турбулентности и др. В то же время отмечается, что если рассматривать уравнения Навье-Стокса как основу простейшей теории турбулентности, то используя некоторые подходящие начальные данные, можно в отдельных областях с хорошей точностью проследить за динамикой течения.

Далее-в разделе 1.2 изложен теоретический подход к решению задачи описания структуры турбулентного течения несжимаемой жидкости вокруг двумерного препятствия на основе осреднвнных по ансамблю реализаций уравнений неразрывности и Навье-Стокса, которые позволяют вычислить среднее давление и компоненты вектора средней скорости.

Данные на входной границе (вверх по потоку) задавались различными способами: (а) -из описанных в разделе 1.4 экспериментов [32-33], (б) - из экспериментов [Корнилов В.И. и др., 1987], (в) - из отдельного расчета развитого турбулентного пограничного слоя на плоской пластине (без препятствии), имеющего заданную толщину. Кинетическая энергия турбулентности находилась из изотропного соотношения к(у)~ 1,5(и')(у). в вязкая

диссипация £(y)=c^k(y)^=l-c;'k(y)^0, y<s, ф)Лс;'ф), y*s

из условия локального равновесия Pt (_у) = s{y), предполагаемого вне вязкого подслоя.

На выходной границе вниз по потоку задавались нулевые производные по нормали к границе для всех искомых величин, что соответствует области течения, где влияние препятствия уже не сказывается или сказывается слабо. На верхней границе течения также задавались нулевые градиенты по нормали к ней и нулевая вертикальная скорость.

Численный алгоритм реализации приведенной к - е модели турбулентности, использующего релаксацию по времени для рассматриваемой стационарной задачи разработан Яковенко С.Н. Для каждого случая постоянного hjS проведена серия расчетов на неравномерных сетках, сгущенных у препятствия и отличающихся друг от друга минимальным интервалом Axmm(=min[^ltl -д:.;у/Ч| -у,]), а именно: h/&x,m = 6, 8, 12, 16, 24,32,48,64.

Раздел 1.3 диссертации посвящен методике экспериментальных исследований - описанию моделей, экспериментального оборудования, методов определения характеристик течения и оценке погрешностей измерений. Эксперименты проводились в малотурбулентной дозвуковой аэродинамической трубе Т-324 Института теоретической и прикладной механики СО РАН с закрытой рабочей частью, квадратного сечения размерами 1x1 м2 со срезанными углами, длиной 4 м.

Числа Рейнольдса, рассчитанные по высоте препятствия А, находились в диапазоне Reh ~ 17000... 123000. Во всех случаях в месте установки препятствия реализовывался равновесный турбулентный пограничный слой со степенным законом, близким к 1/7. Степень турбулентности невозмущенного потока составляла £,< 0,08 %. Коэффициент загромождения потока находился в пределах от / до 8%. Относительная величина погружения моделей в пограничный слой h/S (отношение высоты препятствия к местной толщине турбулентного пограничного слоя,) варьировалась в пределах от 0,2 до 3,2.

В качестве методов исследований использовались - визуализация пристенных течений с помощью саже-масляной плёнки, шелковинок и термоанемометрические измерения полей средних значений продольной компоненты скорости и её пульсаций, а также спектральных характеристик. Погрешность определения безразмерной средней скорости U/U0 в ядре потока составляла ±0,75% и ±5% в окрестности области отрыва за препятствием.

Погрешность пульсационной составляющей скорости в ядре потока составляла ±5%, а в области отрыва ±15%. Для выполнения измерений в пограничном слое использовался штатный координатник, обеспечивающий точность перемещения ±0,025 мм по координате у и ±0,5 мм по координатам х и г.

В разделе 1.4 изложены результаты экспериментального исследования пристенной области и внутренней структуры турбулизированного потока, формирующегося в окрестности двумерного препятствия в зависимости от глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой. Показано, что на большей части по размаху препятствия, обтекание носит квазидвумерный характер. Причем, чем больше отношение ширины рабочей части L к высоте препятствия А, тем больше область квазидвумерности. В то же время эффект боковых стенок аэродинамической трубы, выражающийся в существовании вблизи концов мощных вертикальных вихрей, всегда присутствует и сказывается на длине области рециркуляционного течения. На рис. 2 показана протяженность зон вихревых течений в зависимости от глубины погружения препятствия квадратного сечения в турбулентный пограничный слой- Характерный размер зон в направлении потока определялся экспериментально по картинам визуализации.

Установлено, что непосредственно перед препятствием и за ним размер малых вихревых зон практически не зависит от глубины погружения, а определяется лишь высотой препятствия. В то же время зона присоединения

оторвавшегося потока

зависит от глубины погружения препятствия в пограничный слой. При h/S < 0,5 расстояние хц составляет 10-11 калибров, а при h/S > 0,5 - в среднем 14 калибров, влияние на длину области

x/h 14

12

10

8

6

4

2

О

Т., Л А i

ш

тл ä

перед препятствие о м п за эепятст ■ вием зона г рнсоед ПОТОК А мнения

к- —Л- —А-

У i— -Vtt ■У - tr—|

О 0,2 0,4 0,6

1,2 1,4 1,6 h/S

0,8 1,0 Рис.2

Общим признаком указанных течений является рециркуляционного течения за препятствием: состояния оторвавшегося пограничного слоя и его толщины, градиента давления, турбулентности внешнего невозмущенного движения, относительной ширины канала, формы поперечного сечения. Эксперименты показали, что течение в срывной зоне имеет нестационарный характер. Замечено, что через зону присоединения проходят крупные турбулентные образования с пространственным масштабом в поперечном направлении примерно равным высоте препятствия. Анализ картин визуализации показывает, что выше по потоку относительно точки присоединения турбулентные структуры трехмерные. Измерение за препятствием спектров продольной компоненты пульсаций скорости не выявило доминирующей частоты. Поэтому говорить о наличии или отсутствии когерентных структур в направлении продольной координаты затруднительно из-за высокой степени стохастизации рассматриваемого течения.

Проведено сравнение расчетных и экспериментальных результатов поведения величин длин Хц и хц зон рециркуляции за и перед препятствием данной работы и других авторов. Расчетами подтверждена экспериментально обнаруженная тенденция роста размера зоны рециркуляции за препятствием при уменьшении относительной толщины пограничного слоя. Установлено, что механизм этого явления связан с более интенсивным процессом турбулентного перемешивания в случае более толстого сдвигового слоя (натекающего на препятствие), т.е. имеющего более крупные энергосодержащие турбулентные вихри с диаметром порядка толщины пограничного слоя. Это более сильное перемешивание,

влияющее на зону рециркуляции через турбулентный слой смешения, который формируется над ней, обеспечивает более интенсивное разрушение рециркуляционного возвратного течения, вызванного исходно сильным перепадом давления вокруг препятствия.

Независимо от формы входных профилей и в подтверждение экспериментальных наблюдений, численные расчеты хорошо воспроизводят функцию xg (h/S), возрастающую от области некоторого насыщения при толстом сдвиговом слое на входе (т.е. при малых величинах h/S). Это насыщение может быть обосновано предположением, что когда характерный размер крупномасштабных турбулентных вихрей значительно превышает высоту зоны рециркуляции, последняя становится нечувствительной к дальнейшему укрупнению этих вихрей. Эта гипотеза вероятно подходит и для поведения длины области рециркуляции перед препятствием. Соответствующая функция хи (h/S) тоже является возрастающей при h/S > 1 и показывает насыщение при h/S~ 1.

Раздел 1.5 диссертации посвящен экспериментальному изучению влияния угла скольжения на структуру турбулентного сдвигового течения в окрестности двумерного препятствия. На основе подробных данных о картинах пристенных течений анализируется динамика развития пространственного течения по мере увеличения угла скольжения. Показано, что для расчета течений при малых углах скольжения потока (< 15°) в первом приближении может быть использован подход, основанный на классической концепции равновесного течения Таунсенда для двумерных турбулентных пофаничных слоёв и вариациях классической гипотезы о длине пути перемешивания. В этом случае задание начальных данных, основывается на экспериментальных результатах. Для этих ytviOB по сравнению со сложными прямыми измерениями напряжения трения на стенке в трехмерных потоках, предлагается более простой подход, использующий косвенные диагностические устройства не чувствительные к углам скоса потока (например, микронасадки Престона и поверхностные тепловые датчики) в сочетании с методами визуализации потока для определения его направления.

В разделе 1.6 диссертации приведены результаты исследований влияния на характер обтекания препятствия его удлинения. На основе картин визуализации пристенных течений за препятствиями квадратного сечения различного удлинения и данным о профилях скорости и их пульсаций определены характерные размеры струйной области и области формирования внутреннего пограничного слоя. Показано, что вследствие увеличения эффекта трехмерности с уменьшением удлинения препятствия зона присоединения потока все меньше зависит от глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой и приобретает все более криволинейную форму. Полученные экспериментальные данные могут служить основой для оценки размеров вихревых зон за препятствиями конечной длины в практических приложениях, например, за зданиями в приземном пограничном слое и проверки существующих и тестирования новых теоретических подходов к решению задач пространственного обтекания тел, расположенных на горизонтальной поверхности.

В разделе 1.7 приведены основные выводы по главе 1.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию дозвукового обтекания кругового цилиндра бесконечного и конечного удлинения в условиях равномерного и сдвигового потоков.

В разделе 2.1 представлен обзор теоретических и экспериментальных работ в которых отмечаются особенности обтекания кругового цилиндра бесконечного и конечного удлинения равномерным потоком. Хотя эта задача является классической и ей посвящено большое число теоретических и экспериментальных работ, однако из-за множественности режимов обтекания при варьировании определяющих параметров она еще далека от своего полного разрешения, особенно в части касающейся определения влияния удлинения цилиндра (X=h/d), степени турбулентности(£), и вертикального градиента скорости. Определены цели исследований.

В разделе 2.2 изложены результаты экспериментальных исследований влияния удлинения цилиндра на характеристики течения в ближнем следе. Эксперименты проводилось в условиях равномерного потока на гладких цилиндрах с плоскими торцами удлинением Л=1. 3 и 10, имевшими соответственно диаметры - 150, 85 и 44 мм (рис. 3). Визуализация течения методом «дымящей» проволочки в разных по высоте консольного цилиндра поперечных сечениях показала, что для консольного цилиндра характерно расширение следа не только в поперечном направлении, но и в направлении образующей цилиндра. В работе приводятся подробные данные о поле средних скоростей ((/)> пульсациях продольной компоненты скорости (и'). Найдено, что с уменьшением удлинения цилиндра происходит перестроение следа, изменяется характер затухания спутного течения.

Проведенные исследования частоты схода вихрей по высоте консольного цилиндра удлинением 10 в равномерном потоке с е £0,04% показали, что с цилиндра, имеющего свободный конец сходят три цепочки вихревых контуров нерегулярной формы с различными частотами схода (рис. 4). Вблизи торца цилиндра (0,85 < z/H < 1,0) частота схода вихрей низкая - Sh - 0,08, рядом находится область (0,7 <z/H < 0,85), где Sh<0,17, а с остальной части поверхности цилиндра сходят вихри с частотой, соответствующей течению в плоском следе - Sh=0,19. Эти данные согласуются с результатами Д. Фаривара (США, 1981 г) для цилиндров удлинением > 10 при е~ 1%.

гШ 0.8

0.6 0.4 0.2 0

H/d

10 И

12.5

10 данная оабота

Фаривар, 1981

t

&

Д| сГ

I

II

III

0.1

0.2 Sh

Рис. 4. Изменение числа Струхала по высоте консольного цилиндра

Рис. 3. Схема эксперимента с консольным цилиндром на пластине 1 - модель, 2 - датчик термоанемометра, 3 - экран, 4 - громкоговоритель, 5-шайба

Таким образом установлено принципиальное различие в обтекании равномерным потоком кругового цилиндра бесконечного удлинения и консольного цилиндра удлинением порядка 10. В первом случае практически вдоль всего размаха происходит синхронный сход вихрей с постоянной частотой, во втором, концевой эффект проявляется на расстоянии не менее трех калибров по потоку и следствием его влияния является образование вдоль образующей цилиндра трех областей с различной частотой схода вихрей.

В разделе 2.3 обсуждается актуальность моделирования градиентных потоков большой толщины в связи с их применением для решения задач аэродинамики наземных сооружений. На основе теории подобия и размерностей анализируется возможность удовлетворения в модельных условиях граничным условиям и критериям подобия. Обосновано, что основными требованиями к моделированию обтекания ветром наземных объектов являются: геометрическое подобие, подобие распределений средней скорости и характеристик турбулентности. В работе разработана система устройств для моделирования градиентных потоков с различными параметрами в различных аэродинамических трубах, в том числе и с короткой рабочей частью.

В качестве примера на рис. 5 приведена схема эксперимента с системой, моделирующей сдвиговый поток в условиях АДТ Т-324. Эта система обеспечивала максимальный уровень пульсаций до 28%. В месте расположения цилиндра удлинением Л=20 параметр крутизны профиля средней скорости был равен у=(й Юср) (сШ!<к)=0,1, где </ -диаметр цилиндра, £/1() -скорость набегающего потока в середине размаха цилиндра.

Изложенные в разделе 2.4 результаты исследования частоты схода вихрей с кругового цилиндра в диапазоне докритических чисел Рейнольдса 1,2...1,4-101, показали наличие вдоль его размаха разных частот схода вихрей (рис. 6), подобно тому, что наблюдалось при обтекании консольного цилиндра равномерным потоком.

Установлены размеры формирующихся зон, частота схода вихрей в них. Сопоставление модельных результатов и натурных данных из литературных источников показало, что в условиях натурного ветра по высоте сооружений цилиндрической формы при закритических числах Рейнольдса также формируется ячеистая структура, причем частота схода вихрей в выявленных при модельных условиях ячейках, коррелирует с данными натурных наблюдений.

В разделе 2.5 приведены основные выводы по главе 2.

Третья глава посвящена экспериментальному изучению характера поперечного обтекания, определению аэродинамических сил на круговом цилиндре в условиях деформированного набегающего потока за счет наличия близко расположенной плоской поверхности, влияния на аэродинамику цилиндра наличия продольных надстроек на боковой поверхности и акустического поля.

В разделе 3.1 приведено комплексное решение задачи о поперечном обтекании кругового цилиндра бесконечного удлинения вблизи плоского экрана. Выполненный в этом разделе обзор литературных данных показал, что в работах многих авторов [Сок/ип 5'. 1975; Веагтап РЖ е( а!.. 1978; ВигеяИ С. еI я/., 1979] рассматривались в основном большие или умеренные (т.е. закритические) зазоры при относительно невысоких, докритических числах Рейнольдса. Большинство таких исследований проведено в условиях, когда отсутствует сильное турбулизирующее влияние пограничного слоя экрана на течение вокруг цилиндра. В исследованиях, проведенных в ИТПМ СО АН СССР [Бычков Н.М., Коваленко В.М. и др., 1984], определены аэродинамические характеристики цилиндра вблизи пластины при более высоких числах Рейнольдса, включая критическое • 1(г. Однако осталась практически

неисследованной область малых зазоров И=И/с1<0,!, где могут возникать сложные нелинейные эффекты взаимодействия. Поэтому в данной работе эти эффекты представляли один из основных объектов изучения, для чего использовались различные экспериментальные методы: весовые и дренажные измерения, термоанемометрия и визуализация. Исследовались критический, до - и закритический режимы по числу Рейнольдса и по величине зазора.

Эксперименты проводились в дозвуковой аэродинамической трубе Т-324 при скоростях потока ио-20...60 м/с и степени турбулентности е <0,04%. Исследуемый металлический трехсекционный цилиндр диаметром <1=0,15 м и длиной 1.-1,0 м устанавливался поперек потока параллельно плоской пластине - экрану длиной 1,7 м, на расстоянии 6,67(1 от передней кромки. По результатам весовых измерений и с учетом ранее полученных данных [Коваленко и др., 1983] построена обобщенная картина изменения коэффициента подъемной силы С, в широком диапазоне зазоров (рис. 7).

1

0,5

9У !h=0,

б Re-10

1,2- весовые измерения; 3,4 - дренажные измерения; 2,4 - по данным работы [Коваленко В.М. и др, 1983}; 1,3 - данная работа; 5 - средние значения Су;

6 - границы областей изменения Су,

7 - численный расчет.

0,2 0,4 0,6

Рис. 7. Обобщенные данные по коэффициенту Рис. ^Характерные значения (а) -Су, и

С/ Л. Re) , (6) - h , при докритических зазорах

В данной работе в дополнении к ранее исследованному (Бычков Н.М. и др., 1984) явлению неустойчивости обтекания цилиндра при Л-*». Re-^Re^p. обнаружено качественно другое явление, которое наблюдается при малых, докритических зазорах Л< h^ и Re<7-l(f и характеризуется существенным нарушением монотонности функции С/ h), с образованием локального минимума в точке hnm. В результате возникает аномалия: на участке между h„t„ и htP с увеличением зазора подъемная сила цилиндра тоже возрастает, в отличие от всех других участков, где она убывает (рис. 8). Наличие такой аномалии означает, что в указанной области возможно развитие автоколебаний цилиндра, если он имеет недостаточную жесткость и малый коэффициент демпфирования. Установлено, что в отличии от функций Cy(Re) при малых зазорах изменения C^fRe) незначительны. Исключение представляет область Re-*Rei,p, где, начиная с самых малых зазоров, можно отметить образование слабо выраженного минимума С, (Re).

На основе измерений распределения давления на поверхности цилиндра и пластины установлено, что лобовая и донная части цилиндра характеризуются монотонным изменением давления, поэтому они не определяют сложное, немонотонное поведение суммарной характеристики - подъемной силы, наблюдаемое при И<0,1. Доказано, что источником немонотонности является поведение пиков разрежения (в основном, изменение абсолютных значений) и точек отрыва потока. Присутствие цилиндра вызывает торможение потока перед ним, в результате на экране возникает течение с положительным градиентом давления, наличие которого приводит к резкому снижению устойчивости ламинарного пограничного слоя и последующему ускоренному переходу его в турбулентное состояние.

Установлено, что резкое увеличение Су на участке слева от точки минимума при И-0,06 вызывается переходно-отрывными явлениями на верхней стороне цилиндра^когда точка отрыва смещается вниз по потоку. Аномальное увеличение Су справа от точки А=0,06 вызывается смещением точки отрыва на нижней стороне цилиндра навстречу потоку.

Увеличение числа Ке>Яе|ф приводит к уменьшению таких эффектов в связи с приближением функций <ротр и Л(р,„ к соответствующим закритическим асимптотам. Выход на них произойдет, по-видимому, при т.е. после достижения верхней границы

области аномального поведения подъемной силы [11]. Нижняя граница существования '

эффектов может быть определена по началу появления аэроупругих колебаний, т.е. при 11е=0,.5-/05, как это было обнаружено в [14]. Следовательно, в диапазоне чисел Кс-(0,5... 1,0)-1& (это аналог критического режима без экрана Кс^р=410>) имеются услбвия для I

возбуждения аэроупругих колебаний цилиндрических тел под влиянием переходно-отрывных явлений на цилиндре.

Особое место занимает режим Леьр. Присутствие экрана смещает этот режим в закритическуЮ область на верхней стороне цилиндра и, наоборот, в докритическую - на нижней стороне. Такая устойчивая асимметрия будет наблюдаться, если судить по коэффициенту С/ И), приблизительно до А=0,5, после чего возникает неустойчивость обтекания с появлением при А-х» трех хаотически повторяющихся уровней Су (±0,9 и 0).

На рис. 9 представлены несколько характерных эпюр давления на цилиндре вблизи экрана, которые наглядно иллюстрируют изменения зон положительных и отрицательных коэффициентов Ср, немонотонное поведение пика Сршт на нижней стороне цилиндра и т.д.

Рис. 9. Эпюры распределения давления на поверхности цилиндра вблизи экрана

Качественную сходимость с полученными экспериментальными данными, дает численное исследование вязкого отрывного обтекания цилиндра вблизи экрана, проведенное с использованием метода дискретных вихрей для невязкой области с учетом пограничного слоя на цилиндре, но без учета на экране [Бепоцерковский С.М. и др, 1986; Диковская НД„

С„„,ЛВП)

С,„„(НП)

1986]. Количественное расхождение сравниваемых результатов объясняется тем, что хотя пограничный слой на цилиндре в этих работах рассчитывался путем численного интегрирования нестационарных уравнений Прандгля, последние, как известно не описывают реальных процессов формирования отрывных пузырей под влиянием ламинарно-турбулентного перехода и в результате не учитывают значительного смешения точек отрыва потока в донную область. Эти процессы зависят от числа Рейнольдса, степени турбулентности потока, шероховатости поверхности, а также влияния экрана и пограничного слоя на нем.

В разделе 3.2 приведены результаты экспериментального исследования влияния продольных надстроек в виде круговых цилиндров малого диаметра на распределение ветрового давления по поверхности гладкого (к М <10 " 4 ) кругового цилиндра большого диаметра и его аэродинамические характеристики при больших числах Рейнольдса (Яе >2,7101) и высокой начальной степени турбулентности потока (еи = 1,8 %). Решение задачи находилось путем физического моделирования процесса взаимодействия цилиндра с равномерным воздушным потоком в дозвуковой аэродинамической трубе 3-АТ-17.5/3 с открытой рабочей части длиной 3,1 м, закрытой - 14.4 и и поперечным сечением 1,5x2,0 м. Схемы расположения надстроек на цилиндре показаны на рис. 10.

К-0 К-1 К-2 К-3 К-4 Рис. 10.

На основании полученных данных установлена характерная особенность распределения давления по поверхности цилиндра при наличии надстроек, состоящая в том, что при всех углах ориентации модели относительно вектора скорости в зонах перед отрывом потока наблюдается заметное уменьшение абсолютных значений отрицательного давления. Некоторые из полученных результатов представлены на рис. 11.

Другая особенность связана с существенной асимметрией распределения давления, обусловленной для большинства углов натекания потока несимметричностью относительно вектора скорости конфигурации поперечного сечения. Это приводит к изменению направления вектора полной аэродинамической силы, при симметричном' обтекании совпадающим с направлением ветрового потока, а Значит к появлению двух его составляющих - продольной силы Хи поперечной силы У.

По виду кривых распределения давления Ср(<р) были определены характерные точки: нулевого давления (ф<>), минимального давления перегиба ((р^р) и отрыва потока

(<РотР)- По изменению положения этих точек определен характер рассматриваемых течений.

В работе установлены закономерности изменения коэффициентов минимального давления (СрЛ1т) и давления с подветренной стороны {Ср&,„) в зависимости от угла натекания потока. Показано, что величина донного давления при наличии и отсутствии надстроек меняется мало. Характерно, что при углах а >5СР абсолютные значения донного давления цилиндра с надстройками плавно возрастают в среднем на 15% по сравнению с гладкой поверхностью. В то же время абсолютные значения коэффициента минимального давления при этих же углах натекания резко уменьшаются, снижаясь по сравнению с гладкой поверхностью почти в 3 раза при а = 9(Р.

а б в

Рис. 11. Эпюры распределения давления по поверхности цилиндра при наличии двух симметрично расположенных надстроек в зависимости öt уела натекания потока

Причиной такого характера изменения области пониженного давления является изменение условий отрыва потока. Эти данные служат достаточным основанием для общего вывода, что надстройки могут служить фактором управляющим течением. В частности, за счет выбора геометрических параметров надстроек, их количества и местоположения на поверхности обтекаемых тел можно добиться более равномерного распределения давления по периметру и уменьшения локальных ветровых нагрузок на боковую поверхность обтекаемого тела. В то же время при углах натекания потока а > 60° и большом диаметре надстроек,- вследствие изменения положения точек отрыва, общая ветровая нагрузка может увеличиваться более чем на 40%. Это обстоятельство необходимо учитывать при принятии конструкционных решений на стадии проектирования.

Обтекание реальных тел и конструкций часто происходит в условиях естественных периодических возмущений, таких как, звуковые колебания, вибрации и т.п.

В разделе 3.3 приведен обзор работ по изучению влияния звуковых колебаний на разные типы течений (Гиневский A.C., Власов Е.В., Каравосов Р.К., Козлов В.В., Качанов Ю.С., Tarn C.K.W., Yamanaka G. и др.) и обсуждаются результаты исследований воздействия акустического поля на характер поперечного обтекания кругового цилиндра различного удлинения с целью определения степени влияния звука различной интенсивности и частоты на характеристики течения в ближнем следе и выявления механизма этого влияния.

Исследование термоанемометрическим способом влияния акустического поля на характеристики осредненного и пульсационного течений вблизи поверхности цилиндра удлинением J6 с концевыми шайбами на концах (квазидвумерное обтекание) показало, что при наложении высокочастотного акустического возмущения с частотой, на порядок и более превышающей естественную частоту схода вихрей (Sh„=/,S - 5,0), в среднем сечении по размаху происходит изменение абсолютных значений средней скорости и особенно заметное, пульсаций скорости. В спектре, в дополнение к основной частоте схода вихрей f,, появляется пик на частоте, равной частоте акустического воздействия /„ (рис. 12). Наблюдаемый эффект проявляется практически во всем диапазоне докритических чисел Рейнольдса.

Рис. 12. Спектр пульсаций скорости

На основе фазовых измерений показано, что наблюдаемые возмущения имеют вихревую природу, так как распространяются в течении со скоростью, значительно меньшей скорости звуковой волны. Фазовая скорость их распространения составляет -0.8 от скорости набегающего потока. Интенсивность звука в пустой аэродинамической трубе в районе расположения цилиндра была равной 80±3 дБ, а максимальный уровень генерируемых акустических возмущений достигал 120 дБ. Показано, что направление акустической волны на характер воздействия не влияет.

В окрестности среднего сечения консольного цилиндра по сравнению с обтеканием цилиндра бесконечного удлинения зона влияния звука на течение в следе расширяется в направлении потока на расстояние более одного калибра (рис. 13). С приближением к торцу влияние звуковых колебаний ослабевает.' Опытами определено, что с увеличением числа Рейнольдса, за счет увеличения диаметра цилиндра, диапазон восприимчивости течения смещается в область более низких частот, а реакция течения на акустические возмущения возрастает с увеличением уровня акустических колебаний.

Рис. ¡3. Распределение нормированных по скорости набегающего Потока средних скоростей 11, пульсаций и и интенсивности пульсаций и / в полосе 4 Гц на частоте схода вихрей (/¡=55 Гц) в среднем сечении консольного цилиндра

Впервые обнаружено преобразование внешних акустических возмущений широкого диапазона частот Гц) в вихревые в области трехмерного отрыва на торце

консольного цилиндра. Развитие этих возмущений изменяет форму отрыва и интегральные характеристики течения на торце (рис.'14). Эти результаты могут найти применение в задаче нахождения способов управления отрывом потока на криволинейных поверхностях.'

Воздействие источником звука, расположенным внутри цилиндра, через зазор между боковой поверхностью цилиндра и верхним основанием,- качественно оказывает такое же влияние на обтекание торца, что и внешнее акустическое поле. Это является подтверждением того, что наблюдаемый эффект изменений интегральных характеристик течения при акустическом воздействии связан в первую очередь с возникноЬением'вихревых возмущений в области отрыва потока, а не с прямым воздействием звука на структуру следа.

-0,44

хАК0.у0,38 -0,19 1}&

0,12 0,38 0,51

х/(1=-0,5-0,44 -0,19 аГ? <ГМ,38

0 0^12 0,38 0,51

иУЦ„%

о- без акуст. воздействия

с акуст. воздействием (/МЫ15 Гц, А¿=95 дБ )

Рис. 14. Профили средней скорости (а) и пульсаций скорости (б) над плоским торцом

кругового цилиндра

Показано, что при обтекании открытого торца трубы отмеченный эффект качественно не меняется.

В разделе 3.4 приведены основные выводы по главе 3.

В четвертой главе представлены результаты экспериментального исследования интерференции двух консольных цилиндров при различном их взаимном расположении в условиях равномерного и сдвигового вдоль образующей цилиндров потоков.

В разделе 4.1 приведено современное состояние исследований на тему интерференции двух бесконечно длинных круговых цилиндров. Отмечается ограниченное число экспериментальных данных для случая интерференции двух консольных цилиндров, особенно в условиях градиентного потока, что особенно важно для технических приложений. Главное отличие обтекания цилиндров малого удлинения от цилиндров большого удлинения связано с наличием концевых эффектов, проявляющихся в существенной трехмерности течения. Трудности создания математической модели, адекватно описывающей поле течения за парой консольных цилиндров, сложность экспериментальных методов исследования трехмерных потоков явились причиной малой изученности рассматриваемой задачи, что и определило цель исследований.

В разделе 4.2 изложены результаты исследования докритического обтекания пары консольных цилиндров равномерным потоком в зависимости от межцентрового расстояния, угла выноса Д при акустическом воздействии и без него. Эксперименты проводились в АДТ Т-324 на цилиндрах с диаметрами =</г =20 мм и удлинением 10. Поворотный стол, на

котором жестко закреплялись цилиндры, устанавливался на профилированной пластине толщиной 10 мм и длиной 1500 мм. Измерялись поля средних и лульсационных скоростей, а также амплитудно-частотные характеристики течения за обоими цилиндрами.

При последовательном 03=0) расположении двух консольных цилиндров на расстоянии друг от друга 1,7 £ Ш £ 4,0 процесс формирования кармановской дорожки вихрей существенно отличается от случая аналогичного расположения двух цилиндров бесконечного удлинения. Для обоих цилиндров определены частоты схода вихрей, которые существенно разнятся между собой и в целом значительно меньше частот, наблюдаемых при двумерном обтекании пары цилиндров. В этом случае при наложении акустического поля изменения характеристик течения не наблюдается.

Впервые показано, что при наложении акустических возмущений высокой частоты на течение за двумя параллельными (/£=00°) консольными цилиндрами (удлинением Л>10 и удаленными друг от друга на расстояние 1,7 ¿Чй ¿4,0) происходит возрастание в следе абсолютных значений средних и лульсационных скоростей, заметное на расстоянии до четырех калибров вниз по потоку (рис. 15). При Яс =2,7-1& диапазон восприимчивости находится в пределах 2500 £ 6500 Гц. Доказано, что наблюдаемый эффект связан с преобразованием акустических возмущений в вихревые в сдвиговых слоях, прилегающих к поверхности цилиндров. Указаны диапазоны восприимчивости, амплитуды и фазы вихревых возмущенйй. С уменьшением скорости набегающего потока диапазон восприимчивости смещается в область более низких частот. С увеличением интенсивности звука вихревые возмущения нарастают. Влияние на след звуковых волн ослабевает при увеличении до 1% интенсивности турбулентности набегающего потока. С уменьшением межцентрового расстояния (1< 1,7е1) диапазон восприимчивости течения к высокочастотным акустическим возмущениям сужается и смещается в область более низких частот (рис. 16). При ¡¿1,1-4 влияния звукового облучения на характеристики течения в следе не обнаружено._

М=1

о - без акуст. воздействия • - с акуст. воздействием ({м-415 Гц. Лт"95 дБ)

Рис. 15. Распределение пульсаций скорости в следе за двумя параллельными цилиндрами. 1=10.1и-2.7-10'. 1/(1=2.2. г/Н~0,5.

и % 1

и.

• \» \ •

У /х г • -ч •

0 2 4 6 » кГц Рис. 16. Кривые восприимчивости течения в зазоре между двумя параллельными цилиндрами к акустическим возмущениям.

1-1/^2.2. Л^ 106.0 дБ;

2- 1.7. 103,0 дБ.

Обтекание консольных цилиндров, расположенных под углом выноса р=30" и малых межцентровых расстояниях (1<2,2с1), характеризуется наличием сильной интерференции, проявляющейся в асимметрии картины течения во внутренней области между цилиндрами. При высокочасто гном акустическом воздействии (БЬа, =1,7 - 4,7 при I/» =20 м/с) в ближнем следе за цилиндрами впервые обнаружено уменьшение абсолютных значений средней скорости и особенно пульсаций скорости по сравнению с их значениями в исходном необлученном течении (рис. 17).

х/а=2

4

у/а

-1 -2 --3

■3 •2 1 О

о - без акуст. воздействии, • -'« акуст. воздействием (/,"2646,3 Гц, Ат-107,5 дБ)

Рис. 17. Распределение пульсаций скорости в полосе 4 Гц на частоте схода вихрей (/¡=345 Гц) в следе за двумя цилиндрами под углом натекания 0=ЗОР.

Фазовые измерения, как и ранее, свидетельствуют о генерации звуком вихревой структуры, проявляющей себя в виде бегущей волны, имеющей скорость, равную 0,66-ио . При уменьшении скорости набегающего потока до 1/„ -5 м/с диапазон восприимчивости течения к акустическим возмущениям сужается и смещается в область более низких частот Таким образом, из приведенных экспериментальных данных следует, что вихри, образующиеся в сдвиговых слоях, прилегающих к поверхности цилиндра,, в результате периодического возбуждения в конечном счете определяют формирование когерентных структур, а вместе с тем, возрастание или уменьшение интегральных характеристик течения в следе. Это дает возможность управлять течением, и вместе с этим, например, теплообменом пучков труб.

В разделе 4.3 приведены результаты исследования структуры течения. за двумя консольными цилиндрами удлинением 1 и 2 диаметром 25 мм, установленными вертикально в сдвиговом потоке, который представлял развитый равновесный турбулентный Ьограничный слой без градиента давления. Визуализация течения методом «дымящей» проволочки показала, что в отличие от равномерного потока в турбулентном пограничном слое вихревая пелена, сходящая с цилиндров, вследствие естественной турбулентности быстро разрушается^ Однако предельные линии тока на участке вдоль образующей цилиндров (примерно от 0,1 до 0,5 -А) качественно остаются такими же, как при обтекании равномерным потоком. .

Сравнение обтекания двух консольных цилиндров равномерным и сдвиговым потоками показало, что в обоих случаях изменение режима обтекания в первую очередь связано с углом выноса и межцентровым расстоянием, однако зона действия этих режимов в условиях равномерного и градиентного потоков разная.

Термоанемометрические измерения подтверждают вывод о том, что на обтекание пары консбльных цилиндров малого удлинения В условиях слабой и сильной интерференции более заметное влияние по сравнению с градиентом скорости и высокой степенью турбулентности оказывает наличие плоского торца, вызывающего существенную трансформацию поля скоростей, проявляющуюся в усилении трехмерности и асимметрии с путного потока.

Эксперименты показали, что с уменьшением удлинения при малом зазоре может наступить критический режим, когда течение в следе характеризуется сильной неустойчивостью, способной вызывать на цилиндрах пульсирующие нагрузки. Это важное обстоятельство необходимо учитывать при расчетах обтекания сдвиговым потоком реальных конструкций и сооружений, находящихся в условиях интерференции.

В разделе 4.4 приведены выводы по главе 4.

В пятой главе изложены результаты модельного экспериментального исследования внешней и внутренней аэродинамики перспективных форм башенных градирен -трехсекционной и гибридной, разработанных институтом ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, г. Санкт-Петербург и Оргэнергострой, г. Москва.

В разделе 5.1 приведен обзор натурных и экспериментальных исследований аэродинамики традиционных форм оболочек башенных градирен в виде гиперболоида вращения. Обосновывается необходимость внедрения в градирнестроении новых форм башенных градирен, которые требуют детального теоретического и экспериментального изучения их внешней и внутренней аэродинамики. Сложная форма сооружений, пространственный характер обтекания, разнообразие режимов эксплуатации затрудняют нахождение теоретического решения их взаимодействия с ветровым потоком. В то же время физическое моделирование позволяет на стадии проектирования оптимйзнровать'задачу, оценить достоинства и недостатки предлагаемого решения, сделать требуемые расчеты напряженно-деформируемого состояния оболочки и разработать практические рекомендации по их совершенствованию, что предопределило цель и задачи исследований.

В разделе 5.2 впервые приведены результаты модельного экспериментального исследования внешней и внутренней аэродинамики трехсекционной башенной градирни (рис. 18). Для условий равномерного и сдвигового потоков в АДГ 3-АТ-17,5/3 получены картины' Пристенных течений, распределения давления по поверхности модели, характеристики ближнего следа. Определяющие параметры изменялись в пределах: число Рейнольдса - 2,6-1<? < Яе < 5,9-1(? (где в качестве характерного размера выбран диаметр окружности, описанной вокруг среднего сечения модели - Лср), угол ориентации модели или угол натекания потока 0 < а ¿60° с интервалом А а -¡СР. Измерения проводились на модели, выполненной в масштабе 1:400 при наличии и отсутствии воздуховходных окон, в сечениях по высоте - й = Шср=0,07; 0,43; 0,81; 0,86; 0,92. По измеренному распределению давления методом графического' интегрирования без учета силы сопротивления вязкого трения рассчитаны коэффициенты полной аэродинамической силы С« и ее компонент Сх, Су -коэффициентов продольной и поперечной сил.

Показано, что обтекание трехсекционной градирни определяется в первую очередь углом ее ориентации относительно направления ветрового потока а (рис. 18). Найдено, что максимальные значения коэффициента полной аэродинамической силы, действующей на всю градирню, так же, как и на ее отдельные сечения, достигаются при угле между направлением потока и плоскостью симметрии, проходящей через переднюю кромку секции, примерно равном 4(? (рис. 19). Именно при этом угле натекания возникают наибольшие поперечные силы, в то же время как максимальные продольные силы создаются при симметричных положениях модели относительно потока, т.е. при углах а-0 и 60е. Установлено, что при любом направлении потока коэффициент минимального давления Сртп, определяющий наиболее напряженные по нагрузке участки оболочки, снижается в направлении от нижнего и верхнего сечений к среднему (рис. 20).

Из сравнительного анализа экспериментальных данных, полученных при обтекании модели трехсекционной градирни равномерным и сдвиговым потоками, следует, что для одних и тех же углов ориентации эпюры давления имеют качественно сходный характер, но различаются количественно, Определено, что абсолютные значения коэффициентов давления при обтекании трехсекционной градирни сдвиговым потоком в сравнении с равномерным увеличиваются. Это является отличительной особенностью новой формы градирни, т.к. для градирни круглого сечения наблюдается обратный эффект.

Изучение вопроса об эффективности меридиональных ребер на поверхности трехсекционной градирни с целью снижения аэродинамических нагрузок за счет перераспределения давления, вызываемого турбулизацией пограничного слоя и смещения вниз по потоку точек отрыва, привело к выводу о нецелесообразности их установки на данной оболочке, так как в лучшем случае коэффициент сопротивления давления оребренной

модели по сравнению с гладкой снижается на 6%, что практически не окупается материальными затратами на их сооружение.

Рис. 18. Общий вид трех-секционной градирни.

В подразделе 5.2.5, с целью получения данных для расчета трехсекционной оболочки градирни на прочность и устойчивость в условиях взаимного влияния, а также для рациональной расстановки на местности нескольких подобных сооружений, анализируются результаты экспериментального исследования распределения среднего давления по поверхности двух моделей градирен при различном их взаимном расположении (рис. 21).

Изучение интерференции проводилось на двух моделях трехсекционных градирен с воздуховходными окнами, выполненных в масштабе 1:600, (Л* =0,183 м, ¿ж -0.336 м). Модели устанавливались на пластине 1,7 х1,5 м в середине открытой рабочей части АДГ 3-АТ-17.5/3 на расстояниях 1= 1/4 =1/32, 1/8, 1/2, 1 и 2. Показано, что задняя модель оказывает малое влияние на характер обтекания передней во всем диапазоне изменения параметров I, р. а/, а? за исключением случая их параллельного (Р=90°) расположения. В то же время практически во всех рассмотренных случаях передняя модель оказывает значительное влияние на заднюю, причем наиболее сильная интерференция происходит, как и за цилиндрами, при их последовательном расположении - вплоть до создания на задней градирне силы сопротивления обратного знака.

Найдено, что при любом значении угла ¡3 наиболее устойчивое положение минимума давления одновременно с малым его абсолютным значением устанавливается при расположении градирен под углами щ =а2 =0 (рис. 22).

Установлено, что изменение расстояния в практически реализуемом диапазоне ( I <1). мало сказывается на характере Сц=/(Р), более существенную роль играет угол ориентации а и угол выноса ¡3 (рис. 23). На основе полученных данных разработаны рекомендации по расположению двух трехсекционных градирен на промплощадке.

Рис. 19. Изменение коэффи- Рис. 20. Влияние угла нате-циентов аэродинамических сил в кания потока на Сгяь зависимости от угла а. ПРИ Ке=5,670\

точки градирня 1 \ . и РА. \ § ХмА _ У »¿А > градирня 2 УЗ/Г^ X, Б 1700

Рис.21

1 оо

Рис. 22. Распределение давления по поверхности задней градирни в зависимости от / и от угла р

30 60 Р. град

Рис. 23. Суммарное значение локального коэффициента полной аэродинамической силы двух трехсек-ционных градирен в зависимости от угла р

В подразделе 5.2.6 дано обоснование принципиальной возможности моделирования течения паровоздушной смеси внутри оболочки трехсекционной градирни, описание модели, измерительного оборудования, условий и разработанной оригинальной методики термоанемометрических измерений. В экспериментах использовался специально сконструированный двухниточный датчик с раздельными нитями и двухканальная термоанемометрическая аппаратура в режиме работы с температурной компенсацией перегрева нити. В разных сечениях по высоте градирни были проведены измерения распределения полей средних скоростей, температур и их пульсаций при штиле и слабом ветре (и„<5 м/с).

Показано, что при штиле неоднородность температур в нижнем сечении над оросителем в ядре потока не превышает 17% от максимального перепада температур и несколько выше, чем в верхнем сечении. Установлен общий характер слабой волнообразной модуляции поля температур вдоль оси секции с двумя пологими максимумами и тремя минимумами (рис. 24а). В этом случае поле средних скоростей по высоте градирни в основном однородное, за исключением областей вблизи перегородок и «носика» секции. В то же время на оси секции обнаружен повышенный уровень пульсаций скорости, с максимумом на расстоянии -0,25 Я от центра.

590-63°

Рис. 24. Изотермы потока внутри градирни при штиле (о) и при ветре (б, в)

при разных углах натекания потока. Сечение г/Нм=0,25. ио=5м/с.

21

Высокий уровень возмущений потока обычно способствует интенсификации теплообмена, что при отсутствии ветра демонстрирует возможный позитивный вклад в тепломассообмен центральных перегородок.

Показано, что наличие ветрового потока существенно деформирует поле скоростей (рис. 25 б, в), приводя к появлению заметных градиентов температуры, ориентированных почти параллельно вектору скорости набегающего потока (рис. 24 б, в).

Рис. 25. Изотахи потока внутри градирни при штиле (а) и при ветре (б, в) при разных углах натекания потока. Сечение г/Нм=*Х),25.1/„-5 м/с.

Установлена трансформация полей скоростей и температур при ветре в разных секциях при разных углах натекания потока. При а=0 неоднородность полей скорости и температур возрастает, по сравнению со штилем, однако при этом теплообмен существенно улучшается во всех трех секциях градирни. Обнаружено, что при а=30° секции работают по разному (рис. 24 в, 25 в). Теплообмен в наветренных секциях хуже, чем при а=0, однако лучше, чем при штиле. Наиболее неблагоприятное действие в этом случае оказывает ветер на работу подветренной секции, центральная часть которой сильно перегревается, хотя средний теплообмен в ней остается близким к случаю отсутствия ветрового потока. На основе полученных результатов определен характер течения внутри оболочки трехсекционной градирни, разработаны рекомендации по рациональному варианту расположения сооружения на промплощадке с учетом розы ветров.

В разделе 5.3 представлены результаты модельных экспериментальных исследований новой формы оболочки башенной градирни, так называемой «гибридной», с повышенным расходом воздуха, представляющей собой комбинированную конструкцию из верхней цилиндрической части и сложной формы нижней части. Основными идеями заложенными в эту конфигурацию являются:

- использование трех выпуклых областей вблизи нижнего основания, призванных обеспечить повышенную устойчивость сооружения к ветровым и сейсмическим нагрузкам, а также увеличенное поступление воздуха в центральную часть градирни за счет увеличения по сравнению с гиперболической градирней периметра входа, что должно привести к увеличению охлаждающего эффекта, а значит производительности сооружения;

- использование цилиндрической надстройки в верхней части градирни, призвано обеспечить увеличение степени поджатия потока паровоздушной смеси внутри оболочки, а значит увеличение ее скорости и вместе с этим дальнобойности, т.е. высоты подъема факела, а значит градирня может быть более экологичной.

Анализ распределения давления по поверхности модели гибридной градирни показал, что при направлении ветрового потока, совпадающим с плоскостью симметрии градирни, обтекание носит практически симметричный характер. В то же время в разных сечениях по высоте сооружения характер распределения существенно различный, что указывает на сложную пространственную структуру течения, как следствие выбранной формы сооружения. У верхнего основания, где форма оболочки градирни близка к цилиндрической, изменение давления качественно схоже со случаем поперечного обтекания гладкого цилиндра бесконечной длины в области докритнческих чисел Рейнольдса, когда давление

80? 6(

определяется главным образом давлением от разрежения за градирней. По мере приближения к нижнему основанию из-за наличия трех выпуклых поверхностей на оболочке градирни характер распределения давления видоизменяется. Наиболее неравномерное распределение давления наблюдается при асимметричном расположении градирни относительно ветрового потока (а*0, 6СР ). На рис. 26 приведены эпюры давления в разных сечениях градирни й=г/Л при обтекании равномерным потоком под углом

/1=0,18

0,47

0,96

В.е=3.1105.

Рис. 26

Установлено, что асимметрия распределения давления присуща не только заведомо асимметричной нижней части формы градирни, но и симметричной верхней. Показано, что это связано с образованием мощных вторичных течений направленных под углом к направлению потока. Важно отметить, что в случае несимметричного расположения градирни абсолютные значения минимального давления существенно возрастают, при этом расширяются области отрицательного давления, увеличивается ветровая нагрузка. В этом случае вектор ветровой нагрузки будет иметь две составляющие - продольную и поперечную.

Моделирование истечения паровоздушной смеси внутри оболочки градирни показало, что при штиле факел поднимается вертикально вверх по закону истечения круглой струи в затопленное пространство (рис. 27). При скорости градиентного потока порядка 5 м/с ось факела наклоняется от вертикальной оси на угол -60' (см. рис. 28), на границе расширяющегося конуса формируются регулярные структуры, расширяющиеся по мере удаления от градирни и в дальнейшем разрушающиеся под действием турбулентной диффузии. Определено, что при скорости потока на верхней границе сдвигового течения равной 7 м/с форма факела градирни принимает осциллирующий характер. Аналогичную форму часто принимает факел дымовых труб в натурных условиях. При дальнейшем увеличении скорости ветра до 10 м/с ось факела градирни становится практически горизонтальной.

Рис. 27. Картина истечения паровоздушной смеси при штиле

Рис. 28. Визуализация факела при наличии ветрового потока

Показано, что формы факелов для гибридной и гиперболической градирен для разных атмосферных условий практически одинаковые, однако, как и предполагалось, в большинстве случаев ось факела у гибридной градирни находится выше, примерно на 15%.

В разделе 5.4 приведены выводы по главе 5.

Шестая глава посвящена новым технологиям в теплоэнергетике и связана с модельным экспериментальным исследованием аэродинамики комбинированного высотного сооружения (башенная градирня - дымовая труба).

В разделе 6.1 приведен литературный обзор мирового опыта создания экологически чистых технологий удаления дымовых газов ТЭС. Перспективным путем решения задачи по рассеиванию примесей может быть новое техническое решение, функционально объединяющее в одном сооружении дымовую трубу и башенную градирню. Так как объем нагретого воздуха в башенной градирне более чем на порядок превышает объем потока горячих дымовых газов, то их смешение в одной оболочке должно обеспечить снижение концентраций вредных веществ и увеличение за счет эжекции высоты факела. Важной деталью комбинированных высотных сооружений (КВС) на базе мокрой градирни является установка сероудаления. В случае, когда в качестве топлива используется природный газ, то из-за низкого содержания серы конструктивные схемы удаления дымовых газов через КВС (сухая градирня - дымовая труба) могут не предусматривать устройств установки сероудаления Щужих Ф.П. и др. Градирня. Лет свидетельство №1770718. — Бюллетень изоб. №39, 23.10.92]. В этом случае могут быть рассмотрены два основных варианта взаимодействия разных газодинамических потоков. Первый, когда смешение потока разогретого после теплообменника воздуха с потоком дымовых газов происходит за устьем сооружения за счет конвективного переноса и под воздействием внешней среды. Второй, когда смешение газодинамических потоков происходит внутри специального сооружения. Естественно, что оба эти варианта имеют свои достоинства и недостатки. В НИИ механики МГУ [Шкадов В.Я. и др.] была разработана математическая модель тепломассообменных и аэродинамических процессов в КВС (сухая градирня - дымовая труба) согласно второго варианта, когда устройство газовыхлопа расположено в центре основания КВС на высоте, превышающей уровень установки теплообменников. Согласно расчетов определялась эффективная гиперболическая форма оболочки. Предметом исследований данной работы являлась аналогичная конструктивная схема КВС, но оценка эффективности работы специального сооружения проводилась на основе модельных экспериментальных исследований смешения двух газодинамических потоков внутри КВС и движения смеси вне спецсооружения при наличии и отсутствии ветрового потока.

В разделе 6.2 приведена методика физического моделирования работы КВС. Проанализированы критерии подобия, которым должны удовлетворять условия экспериментов. Описана конструкция аэродинамической модели (рис. 29) и экспериментальное оборудование. Приведена оценка погрешностей измерений.

Испытания при штиле проводились в открытой рабочей части дозвуковой аэродинамической трубы Т-503 НГТУ. Модель КВС устанавливалась в центре рабочей части на горизонтально установленной стальной пластине размерами 1,5x2,5 м, имитирующей земную поверхность. Поле температур и скоростей внутри и вне оболочки градирни контролировалось с помощью термоанемометра, в отдельных случаях температура определялась с помощью термопары. На основе полученных экспериментальных данных построена общая схема взаимодействия тепловых потоков внутри оболочки КВС (рис. 30).

При слабом ветре исследование внутреннего течения в КВС и в факеле осуществлялось в условиях дозвуковой аэродинамической трубе Т-324 ИТПМ СО РАН. Модель КВС располагалась в обратном канале трубы сечением 3,6x3,6 м и длиной 7,5 м на специальной подставке с горизонтальной поверхностью 1,5x2,5 м моделирующей поверхность земли.

При проведении измерений полей скоростей и температуры применялась методика, основанная на использовании двухканапьной термоанемометрической аппаратуры фирмы

ОАЫТЕС. Определение относительных концентраций пассивной скалярной примеси, вносимой в поток «дымовой трубой», осуществлялось при помощи пересчета соответствующих полей температур, согласно разработанной оригинальной методике.

Рис. 29. Схема модели комбинированного Рис. 30. Схема взаимодействия тепловых

высотного сооружения потоков внутри оболочки КВС при штиле

1 - оболочка градирни, 2 - имитатор дымовой трубы (подогреватель «дымовых газов»), 3 -воздуховходные окна, 4 - подогреватель воздуха после теплообменников

В разделе 6.3 приведены характеристики полей температур и скоростей внутри оболочки КВС при отсутствии ветрового потока. На рис. 31 показаны поля средних температур при штиле для трех исследуемых сечений. Характеристики представлены в виде изотерм в процентах от максимальной температуры на срезе дымовой трубы (Т„ш =170°С). В общем случае в центральной части оболочки КВС картина теплового потока мало отличается от струи, истекающей в свободное пространство. На это указывает как наличие максимума температуры в центре, так и ее пологое снижение при приближении к стенке модели. В центральной части расположены овальные изотермы струи «дымовых газов» со сниженным пиком температур в центре, т.е. за счет расширения струи и перемешивания ее с воздухом после теплообменников происходит выравнивание поля температур в верхнем сечении.

Рис. 31. Поля температур внутри оболочки КВС при штиле

Важно заметить, что площади изотерм в 33% центральной части всех измеренных сечений почти одинаковы, хотя по форме различаются. Это указывает на то, что струя «дымовых газов», расширяясь, отдает часть тепла из центра в периферийные области. Таким образом, воздух после теплообменников, поднимаясь, не охлаждается, а, как и предполагалось, все сильнее разогревается. Ближе к верхнему основанию вследствие взаимного перемешивания двух тепловых потоков поле температур по всему сечению становится все более однородным. Анализ поля средних скоростей в целом подтверждают тенденции, наблюдаемые при рассмотрении полей температур.

Далее в разделе 6.4 приведены характеристики полей температур и скоростей внутри оболочки КВС и в факеле при наличии ветрового потока. Показано, что при слабом ветре ({/,^3 м/с) картина течения внутри оболочки КВС по сравнению со штилем на качественном уровне не претерпевает кардинальных изменений.

В то же время имеются и заметные отличия. Прежде всего в полях температур при наличии ветра наблюдается появление зоны повышения температуры потока, локализованной в подветренной части КВС. Установлено, что эта дополнительная зона прогрева потока связана с тепловым следом от модели «дымовой трубы», которая нагревает струйки тока протекающие вблизи нее и движущиеся в направлении подветренной стенки градирни и вверх.

Для полей скоростей отличие при штиле и ветре заключается в появлении зоны повышенных скоростей, примыкающей к подветренной стенке КВС, связанной с растеканием линий тока, ударяющихся в подветренную стенку градирни вследствие их поднятия из зоны повышенных скоростей под оросителем за счет конвективного тока, направленного вверх. Более интенсивный обдув части оросителя, непосредственно примыкающей к подветренной стенке, способствует более интенсивному съёму тепла в этом месте, охлаждению модели оросителя и снижению локальных температур потока в пристенной области. Другой особенностью поля скоростей при ветре является наличие зоны пониженных скоростей потока, примыкающей к наветренной стенке КВС (рис. 32). Установлено, что это явление связано с возникновением отрыва потока от нижней части наветренной стенки и появлением сопутствующей ему застойной зоны. Из сравнения изотах в разных сечениях найдено, что скорости потока вблизи наветренной стенки при ветре примерно вдвое ниже соответствующих скоростей при штиле. Однако это неблагоприятное локальное явление практически полностью компенсируется более существенным увеличением скорости газа вблизи подветренной стенки КВС.

Рис. 32. Поля скоростей внутри оболочки КВС при наличии ветрового потока (ио-3 м/с).

Показано, что наличие ветрового потока приводит к значительной перестройке внешнего течения и трансформации факела нагретого газа, исходящего из КВС (рис. 33).

...].....

Рис. 33. Общая схема течения газа в КВС и факеле в плоскости (дг, г) при у=0.

1 - 6 - номера исследованных сечений, 7 - 10 - условные границы тепловой струи внутри градирни (7, 8) и В факеле (9, 10), соответствующие уровням в 90% (7,9) и 20% (8, 10) от максимальной локальной температуры в каждом сечении. Т^- линия максимальных локальных температур

В разделе 6.5 обсуждаются результаты расчетов концентраций примеси, вносимой «дымовой трубой» внутри объема КВС и в факеле. Получены обобщающие картины распределения тепловой примеси в виде изолиний концентрации. Показано, что концентрация примеси при удалении от верхнего среза дымовой трубы быстро уменьшается (рис. 34).

Установлено, что наиболее быстрое падение концентрации примеси происходит при турбулентном перемешивании в струе потока газа из трубы с внутренним потоком в КВС, а также в районе верхнего среза КВС при формировании факела. Скорость падения концентрации равна декременту затухания концентрации с ростом расстояния £ /А.

С«,% 100

номера измерительных сечерий

Рис. 34. Зависимость концентрации примеси Си от безразмерного расстояния от среза дымовой трубы 1Л вдоль линии максимальных локальных температур и концентраций.

Таким образом, с точки зрения рассеиванйя примесей в атмосфере исследованная конструкция комбинированного высотного сооружения является более эффективной в сравнении со случаем, когда источники выбросов (башенная градирня и дымовая труба) работают отдельно.

В заключении сформулированы основные выводы работы.

1. В рамках единого комплексного подхода впервые детально изучено влияние ряда факторов, оказывающих определяющее влияние на формирование пристенного течения около препятствия квадратного сечения: глубины погружения в набегающий турбулентный пограничный слой, угла скольжения, удлинения. Изучен механизм формирования вихревых зон перед и за препятствием. Найдено, что по мере погружения препятствия в турбулентный пограничный слой зона присоединения оторвавшегося потока уменьшается. Подтвержден нестационарный характер присоединения потока. Показана возможность адекватного описания характеристик квазидвумерного течения при помощи осредненных по ансамблю реализаций уравнений неразрывности и Навье-Стокса. Показано, что с уменьшением удлинения препятствия, влияние на характер и размер зоны присоединения потока глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой ослабевает и возрастает влияние концевых эффектов. Полученные данные расширяют и углубляют представления о свойствах таких течений, могут служить основой для проверки существующих двумерных и трёхмерных моделей турбулентных течений и могут быть использованы в инженерных приложениях для управления отрывными течениями.

2. Экспериментально изучено влияние вертикального градиента скорости и удлинения консольного цилиндра на характеристики ближнего следа. Показано, что в отличие от цилиндра бесконечного удлинения при обтекании консольного цилиндра удлинением > 10 равномерным и сдвиговым потоками при докритических числах Рейкольдса вдоль его размаха образуются области разной длины с различной частотой схода вихрей. Этот факт коррелирует с образованием когерентных структур при обтекании высоких натурных сооружений цилиндрической формы (дымовых труб) при закритических числах Рейнольдса, что позволяет осуществлять корректный переход от модельных результатов к натурным.

3. Впервые получены систематические экспериментальные данные об аэродинамических характеристиках кругового цилиндра вблизи плоскою экрана при малых зазорах (ЬМ<0,1) и критических числах Рейнольдса (Кекр=4 • /О5). Обнаружен эффект нестационарного знакопеременного характера изменения аэродинамических сил, являющийся следствием неустойчивости течения из-за смещения по поверхности цилиндра точек отрыва. Определен спектр возможных режимов течения при варьировании величины зазора и числа Рейнольдса - от нестационарных до стационарных с устойчивыми аэродинамическими характеристиками. Результаты исследований являются основой для апробации различных теоретических подходов и создания современных методов расчета сложных нестационарных течений с отрывом потока. Обнаруженные особенности поведения подъемной силы могут служить источником значительных автоколебаний конструкционных элементов (кругового или близкого к нему эллиптического сечения) при их упругом креплении вблизи других поверхностей, поэтому результаты работы положены в основу при разработке новой редакции строительных норм и правил (раздел «Нагрузки и воздействия»).

4. Экспериментально исследованы при закритических числах Рейнольдса аэродинамические характеристики кругового цилиндра при наличии на его поверхности расположенных вдоль образующей цилиндрических надстроек различного диаметра. Обнаружен эффект уменьшения локальных значений аэродинамической силы по сравнению с гладкой поверхностью в зависимости от угла ориентации цилиндра с надстройками относительно вектора скорости потока, количества надстроек и взаимного их расположения. Полученные данные могут служить базой для разработки способов управления процессом обтекания плохообтекаемых тел, что важно при принятии конструкционных решений в инженерной практике, в частности, для снижения сопротивления башенных градирен.

5. Впервые экспериментально показано, что другим способом управления характером обтекания равномерным потоком консольного цилиндрического тела является акустическое воздействие с частотой на порядок и более превышающей естественную частоту схода вихрей дорожки Кармана. Обнаружено, что в области двумерного отрыва потока на боковой

поверхности консольного цилиндра и трехмерного отрыва на торце, акустические возмущения преобразуются в вихревые возмущения, развитие которых изменяет интегральные характеристики течения (абсолютные значения средней скорости и пульсаций скорости возрастают).

6. Экспериментально изучены закономерности интерференции двух консольных цилиндров в равномерном и сдвиговом потоках при наличии и отсутствии акустического поля. Установлены границы режимов, определяемые межцентровым расстоянием, углом ориентации, удлинением цилиндров, когда наблюдается образование или отсутствие за телами когерентных структур. Впервые выявлены два эффекта противоположного характера, обнаруженные при воздействии акустического поля на интегральные характеристики течения за консольными круговыми цилиндрами. При параллельном расположении цилиндров наложение высокочастотных акустических возмущений приводит к возрастанию абсолютных значений средней скорости и пульсаций скорости, как и в случае одиночного цилиндра, а при ступенчатом расположении под острым углом, наоборот, к уменьшению. Обнаружено, что с уменьшением скорости набегающего потока диапазон восприимчивости течения за цилиндрами к акустическим возмущения сужается и смещается в область более низких частот. Аналогичная тенденция наблюдается с уменьшением зазора между цилиндрами. Объяснен механизм наблюдаемых явлений. Полученные данные могут быть использованы в практических приложениях, например, для повышения эффективности теплообменного оборудования путем интенсификации процессов теплообмена.

7. Развиты новые подходы к моделированию приземного пограничною слоя в аэродинамических трубах с короткой рабочей частью, позволяющие воспроизводить характеристики ветрового потока для разных типов шероховатости подстилающей поверхности, с целью их применения к задачам аэродинамики наземных сооружений. Разработаны методики физического моделирования работы башенных градирен в условиях штиля и ветра и методики диагностики моделируемых внешних и внутренних течений.

8. Впервые проведено физическое моделирование работы перспективных форм оболочек башенных градирен большой производительности - трехсекционной и гибридной, при обтекании равномерным и сдвиговым, моделирующим приземный пограничный слой, потоками. Показано, что аэродинамические характеристики исследованных градирен существенно отличаются от традиционной гиперболической градирни: выявлен эффект влияния угла ориентации сооружения относительно ветрового потока, следствием которого может быть создание на его поверхности абсолютного минимума давления, превышающего более чем в 2 раза минимум давления для гиперболической градирни; обнаружен эффект, обратный наблюдаемому для гиперболической градирни - при обтекании сдвиговым потоком при любых углах ориентации сооружения абсолютные значения коэффициентов давления в зонах разрежения значительно возрастают по сравнению с обтеканием равномерным потоком. Изучены закономерности взаимного влияния двух рядом расположенных трехсекционных градирен. На основе экспериментальных данных проведена оптимизация форм башенных градирен. Разработаны рекомендации по размещению перспективных форм башенных градирен на промплощадках тепловых и атомных электростанций, которые включают порядок выбора ориентации одной или группы градирен относительно ветрового потока с учетом розы ветров и выбор расстояния между градирнями и другими сооружениями. Результаты исследования аэродинамических характеристик моделей трехсекционных градирен использованы в промышленности для расчета ветрового воздействия на натурные сооружения.

9. Впервые в модельных условиях получены экспериментальные аэродинамические и теплофизические характеристики комбинированного высотного сооружения (башенная градирня - дымовая труба) с центральным расположением газовыхлопа и поперечноточным расположением теплообменников при неблагоприятных условиях эксплуатации (при штиле и слабом ветре). Показано, что в результате взаимодействия двух газодинамических потоков

во внутреннем объеме такого типа сооружения происходит увеличение расхода воздуха через теплообменники за счет эжектирующего эффекта струи «дымовых газов», что должно приводить в реальных условиях к повышению эффективности его работы как охладителя. Обнаружено, что в отличие от традиционной гиперболической градирни ветровой поток малой скорости (£ 3 м/с) оказывает незначительное влияние на охлаждающую способность КВС. Определено, что комбинированное высотное сооружение данного типа характеризуется быстрым падением концентрации пассивных, увлекаемых потоком примесей, выбрасываемых дымовой трубой, по мере удаления от ее среза, что делает такое сооружение более эффективным с экологической точки зрения. На основе экспериментов и сопоставления с результатами математического моделирования разработаны рекомендации по оптимизации конструкции. Результаты исследований использованы при проектировании и обосновании экономической эффективности внедрения такого типа сооружений в теплоэнергетике.

В приложении приведены акты внедрения результатов, подтверждающие практическую ценность работы.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Коваленко В.М., Ларичкин В.В. Экспериментальные исследования интерференции двух трехсекционных градирен и влияние отделки поверхности на их сопротивление // Новосибирск, 1986. - (Препринт / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №32-86. - 42 с.)

2. Коваленко В.М., Ларичкин В В. Аэродинамические характеристики трехсекционной градирни // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1986. - №10, вып.2. - С. 64-71.

3. Коваленко ВМ., Ларичкин В.В. Интерференция двух трехсекционных градирен в условиях однородного потока // Строит, механика и расчет сооружений. - 1988. - №4. -С. 45-50.

4. Бардаханов С.П., Козлов В.В., Ларичкин В.В. Влияние акустических возмущений на структуру течения в области торца консольного цилиндра // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1988 - №21, вып. 6. - С. 31-35.

5. Бардаханов С.П., Ларичкин В.В. Обтекание цилиндров различного удлинения равномерным и сдвиговым потоками // Новосибирск, 1988. - (Препринт / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №5-88. - 44 с.)

6. Бардаханов С.П., Ларичкин В.В. Исследование обтекания цилиндра различного удлинения при акустическом воздействии // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1989. - №7, вып. 2. - С. 34-39.

7. Бардаханов С.П., Ларичкин В.В. Изменение структуры следа за двумя консольными цилиндрами при акустическом воздействии // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. -1989. - №7, вып. 6. - С. 58-65.

8. Laiichkin V.V. Influence of acoustic field over the turbulent wake structure behind cylindeis // Proc. of the 5-th EPS Liquid State Conférence, 1989, October 16-21, Moscow, USSR. - P. 160-163.

9. Ларичкин В.В. Поле скоростей в ближнем следе за моделями дымовых труб и градирен при обтекании равномерным и сдвиговым потоками в аэродинамической трубе // Материалы отраслевого совещания «Вопросы исследования динамики поведения и

' распределения биологических средств защиты растений и леса в атмосфере», 1989, 1-5 авг., Новосибирск. - С. 47- 49.

10. Ларичкин В.В. Моделирование взаимодействия ветра с плохообтекаемыми телами в аэродинамической трубе // V школа по методам аэрофизических исследований, 1989, 7-16 июля, Абакан, СССР: Сб. докл. - Новосибирск, 1990. - С. 162-167.

П.Бычков Н.М., Диковская Н.Д., Ларичкин В.В. Взаимодействие поперечно обтекаемого цилиндра с близко расположенным экраном // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. -1990.-Вып. 1.-С. 57-63.

12. Larichkin V.V. Aerodynamic studies of thee-sectional cooling towers // Proc. of the 7-th Cooling Tower and Spraying Pond Symposium, 1990, May 29 - June 5, Leningrad, USSR. - P. A15.1 -A15.9.

13.Bardakhanov S.P., Larichkin V.V. Influence of acoustic disturbances on the separation flow characteristics behind two semi-infinite circular cylinders // Proc. of IUTAM Symposium on separated flows and jets, 1990, July 9-13, Novosibirsk, USSR. - P. 31 -32.

И.Бычков H.M., Диковская Н.Д., Ларичкин В.В. Давление на поперечно обтекаемом цилиндре с экраном // Сибирский физико-технический журнал. - 1991. - Вып. 1. - С. 7279.

15. Бардаханов С.П., Козлов В.В., Ларичкин В.В. Влияние акустического поля на структуру течения за устройствами по разрушению больших вихрей в турбулентном пограничном слое // Ежегодная научная Школа-семинар ЦАГИ «Механика жидкости и газа», 1991, 29 янв.-З февр., Москва: Сб. докл. Часть 1. Турбулентный пограничный слой. - ЦАГИ. -1992.-С. 42-47.

16. Larichkin V.V., Bardakhanov S.P. Experimental aerodynamic studies of ground constructions // Proc. of the 1-st International Conference on experimental Fluid Mechanics, 1991, Juni 17-21, Chengdu, China. - P. 50-57.

17. Ларичкин В.В. К вопросу обоснования эффективности новой технологии удаления дымовых газов на ТЭС // Региональный Семинар «Новые технологии и научные разработки в энергетике», 1994, апрель, Новосибирск: Сб. докл. Вып.1. - С. 71-73.

18. Kachanov Ju.S., Larichkin V.V. , Tararykin O.I., Pluzhnikov D.V. Experimental invectigating pollutant scattering within combined high structure (dry cooling tower-chimney stack) // Preprints East European Conference on Engineering (EECWE'94), 1994, July 4-8, Warsaw, Poland. - Part. 1. - V.2, G-L. - P. 209-221.

19. Kachanov Ju.S., Larichkin V.V. , Tararykin O.I. Simulating wind Action on Aerothermodynamics of three-section cooling tower // Preprints East European Conference on Engineering (EECWE'94), 1994, July 4-8, Warsaw, Poland. - Part. 1. - V.2, G-L. - P. 201-207.

20. Kachanov Ju.S., Larichkin V.V. , Tararykin O.I. The Flatures of Diagnostics of the free-streat Interaction with a Convective flow inside a Curvilinear Channel // Proc. Int. Conf. on the Methods of Aerophysical Reseach, 1994, August 22-26, Novosibirsk. - Part. 2. - P. 132-136.

21. Ларичкин B.B., Березин M.M. Исследование внешней аэродинамики модернизированной дымовой трубы // Сб. научн. трудов НГТУ. - 1997. - № 4. - С. 53-64.

22. Larichkin V.V. An aerodynamic study of column-type Headframes // Proc. International Conf. on Methods of Aerophysical Research (ICMAR'98), 1998, June 22 - July 3, Novosibirsk, Russia. - Part 3. - P. 177 - 182.

23. Larichkin V.V., Berezin M.M. The influence of cengthwise superstructures on the side surface of circular cylinder on its aerodynamic characteristics // Proc. 2nd East European Conference on Wind Engineering (2EECWE'98), 1998, Sept. 7-11, Prague, Czech Republic. - P. 279-285.

24. Ларичкин В.В. Экспериментальное исследование экологической целесообразности новой технологии удаления дымовых газов ТЭС через комбинированное высотное сооружение // 4 Всероссийский научно-технический семинар «Энергетика: экология, надежность, безопасность», 1998,10-13 декабря, Томск: Сб. докл.-ТПУ, Томск, 1998.-С. 159-160.

25. Larichkin V.V. Singularities of external and internal aerodynamics of the various forms of shells cooling tower// Proc. 3th Russian-Korean International Symposium on Science and Technology (KORUS'99), 1999, June 22-25, Novosibirsk, Russia. - V. 1. - P. 50-53.

26. Larichkin V.V. Transformation of a torch of a low source of parasitic lets in conditions of the uniform or stratified wind flow // Proc. 3th Russian-Korean International Symposium on Science and Technology (KORUS'99), 1999, June 22-25, Novosibirsk, Russia. - V. 2. - P. 471- 474.

27.Ларичкин В.В. Математическое и физическое моделирование рассеивания вредных примесей в приземном пограничном слое // Юбилейный экологический семинар «Социально-экономические и технические проблемы экологии Сибирского региона»: Сб. докл. - Новосибирск, 2000. - С. 86-94.

28.Ларнчкин В.В., Козлова М.В. Визуализация пристенных течений при дозвуковом обтекании тел различного удлинения // VII Междунар. конф. «Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей»: Труды конф. - Новосибирск, 2000. - С. 158-161.

29. KozJov V.V., Larichkin V.V. Visualization of flows near lo a wall at subsonic flow past of skew fields of various lengthening // Proc. of the 6-th Asian Symposium on Visualization, 2001, May 27-31, Pusan, Korea. BEXCO. - P. 303-305.

30. Larichkin V.V., Kozlova M.V., Kozlov V.V. Flow picture around of a two-dimensional obstacle, immersed in a turbulent boundary layer // Proc. of the 6-th Asian Symposium on Visualization, 2001, May 27-31, Pusan, Korea. BEXCO. - P. 378-380.

31. Larichkin V.V.. Yakovenko S. N.. Turbulent Shear Flow Over Surface Mounted Two-Dimensional Obstacle // Proc. of the 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics (RUSKO-AM-2001), 2001, Oct. 2-4, Novosibirsk, Russia. - P. 97-102.

32.Ларичкин B.B., Козлова М.В. Экспериментальное исследование течения вокруг двумерного препятствия // VIII Междунар. конф. «Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей»: Труды конф. - Новосибирск, 2001. - С. 101-103.

33.Ларнчкин В.В., Литвиненко М.В., Щербаков В.А. Экспериментальное исследование турбулентного течения вокруг двумерного препятствия в пограничном слое И Теплофизика и аэромеханика. - 2002. - Т. 9, N«1. - С. 73-85.

34.Ларичкин В.В., Яковенко С.Н. Влияние толщины пограничного слоя на структуру пристенного течения с двумерным выступом // Прикл. механика и техн. физика. - 2003. -Т.44, № 3. - С. 76-84.

. Подписано к печати 15.08.2003 Формат бумаги 60x84 х 1/16. Бумага офсетная. Печ. л. 2,1. Тираж 120 экз. Заказ № УЛ

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20.

! s

!

i

t

i

f

s

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО

ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ТЕЛА НА ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

1.1. Состояние вопроса об обтекании препятствий на плоской поверхности.

1.2. Численное моделирование.

1.2.1. Основные уравнения.

1.2.2. Выбор модели турбулентности и граничных условий.

1.3. Физическое моделирование.

1.3.1. Модели и экспериментальное оборудование.

1.3.2. Методы визуализации и измерения полей скоростей.

1.4. Влияние глубины погружения двумерного препятствия в турбулентный пограничный слой.

Ф 1.5. Трансформация обтекания двумерного препятствия в зависимости от угла скольжения.

1.6. Обтекание трёхмерного препятствия в зависимости от его удлинения

1.7. Выводы по главе 1.

Глава 2. КРУГОВОЙ ЦИЛИНДР В РАВНОМЕРНОМ И ГРАДИЕНТНОМ

ПОТОКАХ.

2.1. Состояние вопроса.

2.1.1. Особенности обтекания кругового цилиндра равномерным потоком.

2.1.2. Круговой цилиндр при обтекании сдвиговым потоком.

2.2. Влияние удлинения на характер обтекания цилиндра равномерным потоком.

2.2.1. Картины течения.

2.2.2. Поле скоростей в ближнем следе.

2.2.3. Изменение частоты схода вихрей по высоте цилиндра.

2.3. Моделирование градиентных потоков большой толщины.

2.3.1. Состояние вопроса.

2.3.2. Критерии подобия.

• 2.3.3. Аэродинамические трубы.

2.3.4. Устройства для моделирования градиентных потоков.

2.4. Влияние градиента скорости на аэродинамические характеристики и частоту схода вихрей

2.4.1. Модельные исследования.

2.4.2. Результаты натурных наблюдений.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. КРУГОВОЙ ЦИЛИНДР В УСЛОЖНЁННЫХ ГРАНИЧНЫХ

УСЛОВИЯХ.

3.1. Взаимодействие поперечно обтекаемого цилиндра с экраном.

3.1.1. Обзор исследований

3.1.2. Аэродинамические силы.

3.1.3. Распределение давления.

3.2. Влияние надстроек на поверхности цилиндра на его аэродинамические характеристики.

3.2.1. История вопроса.

3.2.2. Постановка задачи и методика исследований.

3.2.3. Распределение давления на поверхности.

3.2.4. Характер изменения аэродинамических сил.

3.3. Воздействие акустического поля на характер обтекания цилиндра

3.3.1. Обзор исследований и постановка задачи

3.3.2. Трансформация течения в ближнем следе при наложении звука.

3.3.3. Влияние звука на структуру течения в области торца.

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. ОБТЕКАНИЕ ДВУХ КОНСОЛЬНЫХ ЦИЛИНДРОВ В УСЛОВИЯХ

РАВНОМЕРНОГО И ГРАДИЕНТНОГО ПОТОКОВ

4.1. Обзор интерференции цилиндрических тел и постановка задачи

4.1.1. Тандемное расположение (7?=0).

4.1.2. Расположение цилиндров рядом (/2=90°).

4.1.3. Цилиндры под углом выноса (0</к90°)

4.1.4. Взаимовлияние двух консольных цилиндров.

4.2. Пара консольных цилиндрических тел в условиях равномерного потока при акустическом воздействии и без него

4.2.1. Последовательное расположение.

4.2.2. Параллельное расположение

4.2.3. Цилиндры под углом выноса.

4.3. Взаимодействие двух консольных цилиндров в условиях потока с вертикальным градиентом скорости.

4.3.1. Картины течения.

4.3.2. Характеристики поля скоростей ближнего следа.

4.4. Выводы по главе 4.

Глава 5. ВНЕШНЯЯ И ВНУТРЕННЯЯ АЭРОДИНАМИКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ФОРМ ОБОЛОЧЕК БАШЕННЫХ ГРАДИРЕН.

5.1. Обзор исследований аэродинамики башенных градирен.

5.2. Трехсекционная башенная градирня

5.2.1. Методика исследований внешней аэродинамики.

5.2.2. Картины пристенных течений и распределение давления по поверхности.

5.2.3. Аэродинамические силы и характеристики ближнего следа.

5.2.4. Влияние шероховатости в виде меридиональных рёбер.

5.2.5. Взаимовлияние двух трехсекционных градирен. ц 5.2.6. Методика исследований внутренней аэродинамики.

5.2.7. Структура течения внутри оболочки.

5.3. Гибридная башенная градирня.

5.3.1. Модель и методика исследований.

5.3.2. Распределение давления по поверхности.

5.3.3. Формы факела градирни.

5.4. Выводы по главе 5.

Глава 6. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ВЫСОТНОГО СООРУЖЕНИЯ (БАШЕННАЯ ГРАДИРНЯ -ДЫМОВАЯ ТРУБА).

6.1. Физические предпосылки и постановка задачи.

6.2. Методика физического моделирования работы КВС.

6.2.1. Критерии подобия.

6.2.2. Аэродинамическая модель.

6.2.3. Экспериментальное оборудование.

6.2.4. Методика термоанемометрических измерений и расчета полей концентраций примеси.

6.3. Характеристики полей температур и скоростей внутри оболочки КВС при отсутствии ветрового потока.

6.4. Закономерности течения внутри сооружения и в факеле при наличии ветрового потока.

6.5. Распределение концентраций примеси, вносимой «дымовой» трубой внутри объема КВС и в факеле.

6.6. Выводы по главе 6.

В связи с ростом общего объема промышленного и гражданского строительства в различных регионах страны и тенденцией возведения высоких сооружений нетрадиционных форм, возрастают требования к надежности их работы в условиях неустойчивого ветрового режима, вызываемого, в частности, глобальными климатическими изменениями. Эти проблемы тесно связаны с изучением отрывного обтекания тел в различных условиях. Различают тела удобообтекаемой и неудобообтекаемой (плохообтекаемой) формы. Отличительная особенность конфигурации плохообтекаемых тел - наличие тупой кормовой части. Ламинарно движущаяся вязкая жидкость, встречаясь с твёрдой поверхностью плохообтекаемого тела при определённых числах Рейнольдса приобретает завихренность [Прандлъ Л., 1949; Рошко А., 1965; Блюмина Л.Х. и др., 1968; МейрУ. И. и др., 1972; Лойцянский Л.Г., 1973; Шлихтинг Г., 1974; Девнин С.И., 1983; Белоцерковкий С.М. и др., 2000]. Вихревой след является главной особенностью обтекания всех тел. Он служит основным источником всех процессов образования сил как на самом теле, образовавшем след, так и на конструкциях, находящихся в вихревом следе. Вихревой след в большей своей части представляет собой турбулентное течение. Сложная физическая природа турбулентных течений приводит к необходимости сочетания физического эксперимента и приближённых аналитических и численных исследований [Брэдшоу П., 1974; Монин А. С., 1978; Лапин Ю.В., 1981; Кантуэлл Б.Дж:, 1984; Жигулев В.Н. и др., 1987]. До последнего времени исследователи в основном рассматривали двумерные установившиеся отрывные течения в потоке жидкости или газа при внешнем обтекании тела [Чжен П., 1973; Гогиш Л.В. и др., 1979; Сычев В.В. и др., 1987]. Однако эксперименты показывают [Алемасов В.Е. и др., 1989; Занъко Ф.С., 2000; Корнилов В.И., 2000], что реальные отрывные течения имеют пространственный и неустановившийся характер. Теоретических работ, посвященных отрыву трехмерного турбулентного потока, не очень много (см., например, [Гуревич Ю.Г., 1983; Курбацкий А.Ф., 1989; Белоцерковский С.М. и др., 2000; Герценштейн С.Я., 2001]), к тому же зачастую они являются модификациями теорий двумерных течений. На современном этапе развития механики жидкости и газа лишь в редких случаях решения задач об отрыве трехмерного турбулентного потока могут быть получены теоретически. Выявление эффектов нестационарности и трёхмерности при изучении отрывных течений является актуальной задачей современной экспериментальной аэродинамики.

Все плохообтекаемые тела условно можно разбить на две характерные группы: тела с острыми кромками, имеющими фиксированные точки отрыва (например, стержни прямоугольного, квадратного и др. сечений) и тела с плавными контурами сечений большого радиуса кривизны, имеющими перемещающиеся точки отрыва (например, шар, круговой цилиндр и др.). У этих групп тел процессы образования следа будут разными. Прогнозирование течений в условиях возникновения отрыва и разработка методов управления отрывом потока - вопросы,. на решение которых направлены исследования отрывных течений, выполненные до сих пор [БардахановС.П. и др., 1992; Бабаков А.В., 1994; Довгалъ А.В., 1996] и продолжающиеся в настоящее время.

Широко распространённым объектом важного семейства плохообтекаемых тел является цилиндр. Разнообразные формы круглого, квадратного, прямоугольного и других типов поперечно обтекаемых цилиндров применяются в строительстве — водонапорные башни, дымовые трубы, мачты и др.; энергетике - провода, элементы теплообменников, компрессоров, паровых и газовых турбин, атомных реакторов и др.; авиации - стойки шасси, элементы силовых установок и др.; кораблестроении - перископы, элементы палубной надстройки, стволы орудий и др. Задача об обтекании цилиндра в течение последних 110 лет постоянно рассматривается аэрогидродинамиками. Цилиндр - геометрически простое тело, однако в гидродинамическом смысле очень сложное. В настоящее время имеется большое количество теоретических и экспериментальных работ по изучению поперечного обтекания равномерным дозвуковым потоком бесконечно длинного кругового цилиндра (см. монографии и обзоры [Мэррис, 1964; Morkovin M.V., 1964; Шлихтинг Г., 1974; Швец А.И. и др., 1976; Федяевскш К.К. и др., 1977; Жукаускас А. и др., 1979; Девнин С.И., 1983; Гущин В.А., 1987; Белоцерковский С.М. и др., 2000]. В результате проведённых исследований при изменении определяющих параметров — числа Рейнольдса, шероховатости поверхности, турбулентности набегающего потока и других, выявлено существование различных режимов течения. В то же время, даже для этого, наиболее простого случая, до сих пор нет однозначной модели механизма отрыва потока, его связи с вихрями.

Для практики особо важно знать условия обтекания цилиндрических тел различного удлинения, находящихся на плоской поверхности или расположенных вблизи от неё [Бычков Н.М. и др., 1980]. Анализ литературы показывает, что имеется относительно небольшое число работ, например, [Уханова JI.H., 1971; Sarpkaya Т., 1979; Фаривар Дж., 1981; АуоиЪ В., 1982; Жангунов О., 1987; Казакевич М.И., 1987; Севастьянова Е.В.и др., 1988], в которых исследовалось влияние концевых эффектов. Это связано со сложностью возникающих в этом случае трёхмерных турбулентных отрывных течений. В основном эти работы носят экспериментальный характер. Применение расчётных методов для таких течений при больших числах Рейнольдса при отсутствии надёжных: экспериментальных данных находится пока за пределами возможностей существующих вычислительных алгоритмов и мощностей ЭВМ.

Во многих практических случаях цилиндрические конструкции располагаются в неравномерных (по длине конструкции) потоках воздуха и воды. Например, дымовые трубы, башни в пограничном слое атмосферы, трубопроводы в установках для преобразования тепловой энергии океана. В отличие от равномерного потока в сдвиговом (градиентном) потоке присутствует завихренность, вектор которой нормален плоскости течения. В следе за телом эта завихренность взаимодействует с вихрями, срывающимися с тела, что значительно усложняет картину течения. Имеющиеся экспериментальные исследования по проблеме обтекания цилиндрических тел сдвиговым потоком проведены в узком диапазоне относительных удлинении и чисел Рейнольдса (см., например, обзор [Griffin М., 1985]. Необходимы дальнейшие исследования влияния сдвига скорости на изменение поля течения в ближнем следе за телом с целью выработки различных конструктивных мероприятий, уменьшающих неблагоприятное влияние вихревого следа на конструкцию.

Актуальной задачей практической аэродинамики является также изучение обтекания системы тел в условиях их взаимного влияния (интерференции). Гидродинамическое взаимодействие представляет собой важную инженерную проблему, которая: возникает при проектировании дымовых труб, градирен, труб теплообменников, стержневых систем реакторов и других конструкций, расположенных на малом расстоянии друг от друга. Влияние интерференции * проявляется в резком изменении картин обтекания, неожиданном изменении в распределении сил и давления, интенсификации или ослаблении процесса схода вихрей. Основные направления работ в теории и эксперименте, успехи и проблемы обтекания равномерным потоком двух круговых цилиндров большого удлинения изложены в обзорных статьях [Здравкозич М.М., 1977; Федяевский К.К. и др., 1977; Жукаускас А. и др., 1984]. Значительно меньше работ посвящено обтеканию цилиндров сдвиговым потоком и совсем мало -обтеканию консольно закреплённых цилиндров. В последнем случае, вследствие влияния пограничного слоя на плоской стенке, пространственного обтекания торцов следует ожидать, как в равномерном потоке, так и в потоке с вертикальным градиентом скорости, существенного отличия взаимодействия двух консольных цилиндров малого удлинения от взаимодействия двух ^ цилиндров большого удлинения. Поэтому несомненна актуальность новых экспериментальных исследований.

С интерференцией также связано исследование явлений, возникающих при обтекании тел вблизи стенок, экранов или других тел. Это важная научная и практическая задача. Такие условия течений могут наблюдаться в различных технологических и энергетических установках, на элементах высотных или подводных сооружений, в частности, на придонных трубопроводах и коммуникациях, находящихся в поперечных потоках и подвергающихся из-за интерференции с близкими поверхностями воздействию сложных гидродинамических нагрузок, в том числе и' вибрационных. Анализ относительно небольшого числа работ, имеющихся в этой области, см. например [Здравкович ММ, 1977; Bearman P.W. et al., 1978; Buresti G. el at., 1979; Бычков H.M. и др., 1980; Коваленко B.M. и др., 1983, 1984; Корнилов В.И., 2000], свидетельствует о недостаточной изученности многих физических явлений, которые наблюдаются в таких течениях. При этом наименее изучена область малых расстояний между обтекаемым телом и экраном, когда начинает сильно сказываться влияние экрана и пограничного слоя на нем на характер течения вокруг тела.

При исследовании аэродинамики цилиндрических тел важное значение имеет нахождение эффективных способов воздействия на формирующиеся возле их поверхности течения. В последнее время обнаружено, что процессы образования и развития упорядоченных крупномасштабных, (когерентных) структур чувствительны к периодическим внешним возмущениям, в частности, к звуковым колебаниям [Гиневский А.С., 1978, 2001]. В работах [Власов Е.В. и др., 1967; Качанов Ю.С. и др., 1975; Довгалъ А.В: и др., 1983; Козлов В.В., 1985; Bardakhanov S.P. et al., 1987 и других] показано, что акустические возмущения преобразуются в когерентные структуры в струях, пограничных слоях на пластине, следах за профилем, отрывном течении: за уступом. В настоящее время отсутствует общая теория взаимодействия звуковых волн с периодическими вихревыми структурами. Поэтому важно получить экспериментальные данные по этому вопросу для более широкого круга практических задач, например, для следов за цилиндрическими телами большого и малого удлинения. Одним из приложений наблюдаемого явления может быть управление генерацией и развитием когерентных структур в турбулентном следе, и вместе с тем, направленное изменение аэродинамических характеристик тел.

Изучение характера обтекания цилиндрических тел при варьировании определяющих параметров: числа Рейнольдса, начальной степени турбулентности, удлинения, градиента скорости, отдельной шероховатости, угла скольжения,, расстояния до плоской стенки, акустического поля явилось объектом экспериментальных исследований, результаты которых излагаются в настоящей диссертационной работе.

Тесную связь с аэродинамикой цилиндрических тел имеет задача изучения ветрового воздействия на наземные сооружения. С ростом общего объёма производства растёт строительство высоких зданий, дымовых труб, градирен и др. Одновременно с этим идёт глобальное изменение климата, причём в сторону усиления атмосферной циркуляции, которая приводит к изменению ветрового режима, а именно, в сторону увеличения скорости ветра и времени его действия [Вызова Н.Л. и др., 1989]. Поэтому становится актуальным вопрос о взаимодействии ветра? с разными объектами на земной поверхности. Ветровая нагрузка на сооружение зависит от скорости и порывистости ветра, параметров конструкции, аэродинамических коэффициентов формы, размеров и положения конструкции относительно потока [Савицкий Г.А., 1972; Руководство по расчету зданий., 1978; Казакевич М.И., 1987; Попов Н.А., 2000]. Аэродинамические коэффициенты обычно определяют опытным путём в результате натурных или модельных испытаний.

Взаимодействие ветрового потока с наземными сооружениями и их элементами в натурных и модельных условиях изучалось многими авторами как у нас в стране [Худяков Г.Е., 1970; Серебровский Ф.Л., 1971; Барнштейн М.Ф., 1972, 1973, 1981; Савицкий Г.А., 1972; Фомин Г.М., 1974; Беспрозванная

И.М., 1976; Федяевский K.K., 1977; Горлин С.М., 1971, 1977; Реттер Э.И., 1984; Симиу Э., 1984; Рябинин А.Н., 1985; Казакевич М.И., 1987; Герценштейн С.Я., 1999 и др.], так и за рубежом [Jensen М., 1958; Roshko А., 1961; Davenport ш A.G., 1961; Niemann H.-J., 1972; Standen N.M., 1972; Counihan J., 1975; Cermak J. E., 1979; Zdravkovich MM, 1980; Jones G.S., 1987; Boldes U., 1995; Solari G 2002 и др.]. Более полная библиография приведена в обзоре [Каликов В.Н., Некрасов И.В. и др., 1986]. К настоящему времени получено большое количество теоретических и экспериментальных результатов исследований аэродинамики сооружений простейших форм (параллелепипед, круговой цилиндр, шар, усеченный конус и др.). Однако пространственный характер обтекания, множественность режимов, связанная с большим числом действующих факторов являются основными причинами недостаточной изученности этой проблемы. Поэтому необходимо дальнейшее теоретическое и экспериментальное изучение влияния определяющих параметров на закономерности распределения давления, вихреобразования в следе за сооружениями как простых форм, так и особенно новых сложных форм, аэродинамика которых неизвестна. Так, например, в связи с возрастанием мощности современных промышленных предприятий, в первую очередь, энергоблоков тепловых и атомных электростанций, актуальной становится задача увеличения единичной производительности башенных градирен, используемых в оборотных системах технического водоснабжения. Для традиционных форм башенных градирен (гиперболоид вращения) повышение производительности достигается главным образом за счет увеличения геометрических размеров башни. Однако с ростом: размеров снижается устойчивость башни при ветровых и сейсмических нагрузках, увеличивается неблагоприятное воздействие ветра на работу градирни. Увеличение производительности башенных градирен без существенного увеличения их высоты может быть достигнуто, в частности, созданием новых форм оболочек, что подтверждается отечественным и зарубежным опытом [Болтухов А.А.,

1972; Ellipsoidal cooling tower, 1966]. На стадии проектирования отсутствие теоретических моделей, позволяющих рассчитать ветровую нагрузку на градирни сложной формы оболочек и тепломассообмен внутри их при наличии и отсутствии ветрового потока, требует физического моделирования этих явлений. В этой связи становится актуальной задача моделирования приземного пограничного слоя заданной структуры и толщины, потока паровоздушной смеси внутри оболочки, обоснования перехода от модельных результатов к натурным.

Наряду с этим, ухудшающаяся экологическая обстановка в районах расположения ТЭС, связанная с выбросами дымовых. газов, заставляет все больше внимания уделять созданию нетрадиционных технологий удаления продуктов сгорания органического топлива, например, через комбинированное высотное сооружение (градирня - дымовая труба) Щуоких Ф.П., 1992]. Новое техническое решение требует теоретического и экспериментального обоснования своих преимуществ. Необходимо возможно полное представление о зависимости технологического процесса в градирне от различных факторов, одним из которых является скорость ветра. Для решения этой задачи актуально проведение специальных лабораторных исследований.

Цель работы заключалась:

• в экспериментальном установлении связи структуры турбулентного течения в окрестности двумерного цилиндрического тела (призматического препятствия) и глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой, структуры турбулентного течения около трехмерного препятствия и его удлинения, позволяющие предсказать и оптимизировать внешнее обтекание тел, в том числе и башенных градирен;

• в исследовании и обобщении результатов обтекания одного и двух круговых цилиндров при усложнённых граничных условиях. Получение новой экспериментальной информации об обтекании бесконечно длинных и консольно закреплённых цилиндров различного удлинения в дозвуковом равномерном и сдвиговом потоках при наложении акустического поля и без него, гладких и с надстройками, расположенных вертикально к плоской поверхности и горизонтально к ней с малым зазором. Распространение полученных результатов на создание новых конструкционных решений теплообменных устройств и способов повышения их эффективности; в установлении физической картины, особенностей внешнего обтекания и характера течений внутри оболочек новых форм башенных градирен и комбинированного высотного сооружения, использующихся в системах оборотного технического водоснабжения ТЭС и АЭС, выбрав и разработав соответствующий метод моделирования и измерительный комплекс. Непосредственное использование результатов исследований для определения рациональной, формы оболочки башенных градирен, разработке рекомендаций по их расположению на промплощадке и для эффективного удаления дымовых газов ТЭС .

Научная новизна работы представлена: методикой моделирования характеристик приземного пограничного слоя для разных типов подстилающей поверхности в дозвуковых аэродинамических трубах с короткой и длинной рабочей частью; расчетными и экспериментальными результатами о влиянии на характер обтекания призматического тела расположенного на плоской поверхности глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой, угла скольжения и удлинения; экспериментальными результатами, полученными в малоисследованной области верхнего торца одного и двух круговых цилиндров, данными о взаимодействии поперечно обтекаемого цилиндрах близко расположенной плоской поверхностью; обнаружением и трактовкой новых явлений, связанных с наложением акустического поля на вихревую структуру потока за одним и двумя цилиндрами различного удлинения при наличии и отсутствии угла скольжения; впервые полученными аэродинамическими характеристиками новых форм башенных градирен как изолированных, так и находящихся во взаимодействии с другой такой же башней; впервые полученными экспериментальными данными о характере вихревого движения внутри комбинированного высотного сооружения (башенная градирня - дымовая труба) и характеристиках факела.

Практическая значимость работы состоит в следующем: результаты работы по обтеканию консольных круговых цилиндров в условиях однородного и градиентного потоков и по определению аэродинамических характеристик кругового цилиндра вблизи плоской поверхности использованы при разработке новой редакции Строительных норм и правил (раздел «Нагрузки и воздействия») для уточнения методики расчета ветрового воздействия на башенные конструкции и их элементы (см. приложение 1); данные по исследованию аэродинамических характеристик трехсекционных башенных градирен и аэродинамике комбинированного высотного сооружения использованы в проектных организациях при разработке ресурсосберегающей технологии эксплуатации градирен в оборотных системах технического водоснабжения (см. приложение 1); данные по структуре течения около призматических тел на плоской поверхности могут использоваться для управления отрывом потока на обтекаемых поверхностях, в частности, на башенных градирнях и для проверки существующих и разработки новых методов расчета сложных отрывных течений; обнаруженные при обтекании цилиндров эффекты изменения структуры вихревого следа под влиянием акустических возмущений могут использоваться для повышения эффективности теплообменного оборудования ТЭС и АЭС путем интенсификации процессов теплообмена.

Автор защищает:

• результаты экспериментальных исследований структуры течения в окрестности препятствия квадратного сечения, расположенного на плоской поверхности в широком диапазоне варьируемых параметров;

• результаты экспериментальных исследований аэродинамических характеристик и структуры потока в ближнем следе за поперечно обтекаемым круговым цилиндром в широком диапазоне условий обтекания: вблизи экрана, при наличии продольных надстроек на поверхности, при наложении акустического поля, при наличии вертикального градиента скорости;

• полученные экспериментальные данные о взаимодействии двух консольных цилиндров в условиях равномерного и градиентного потоков, при акустическом воздействии и без него;

• методику физического моделирования и диагностики работы башенных градирен в условиях штиля и ветрового потока;

• результаты модельных экспериментальных, исследований внешней и внутренней аэродинамики новых форм оболочек башенных градирен (трехсекционной и гибридной) в широком диапазоне варьируемых параметров;

• результаты модельных экспериментальных исследований течения внутри оболочки и в факеле комбинированного высотного сооружения (гиперболическая башенная градирня - дымовая труба).

Достоверность результатов. обоснована использованием в работе универсальных и отработанных методов исследований, проведением тестовых опытов, анализом систематических и случайных погрешностей измерений.

Проведено сопоставление результатов, полученных численными методами, с помощью различных экспериментальных методов исследований в условиях различных установок, и показано их взаимное соответствие. Результаты работы согласуются с опубликованными теоретическими и. экспериментальными данными о характеристиках подобных течений и с результатами исследований явлений, аналогичных изучаемых в данной работе. Данные, полученные в различных разделах работы, дополняют друг друга и дают целостную, физически непротиворечивую картину изучаемых явлений.

Методика исследований. Приведенные в работе экспериментальные данные были получены на аэродинамических трубах Т-324 Института теоретической и прикладной механики СО РАН, 3-АТ-17,5/3 Сибирского НИИ энергетики (в настоящее время научно-исследовательской и проектно-строительной фирмы УНИКОН), Т-503 Новосибирского государственного технического университета. В процессе исследований; применялись, разнообразные методы и средства диагностики течения: визуализационные (шелковинки, саже-масляная пленка, дымовое трассирование), пневмометрические, весовые и термоанемометрические.

Работа состоит из шести глав, заключения, списка литературы и приложения.

Во введении обосновывается актуальность темы исследований, обсуждается современное состояние проблемы отрыва потока от поверхности, взаимодействия ветра с наземными сооружениями башенного типа и их элементами цилиндрической формы. Сделан общий обзор полученных к настоящему времени теоретических и экспериментальных результатов в области аэродинамики цилиндрических тел и наземных сооружений башенного типа. Сформулированы задачи исследований, научная новизна работы и ее практическое значение. Приведено краткое содержание работы по главам.

В главе 1 приведен обзор исследований по проблеме обтекания дозвуковым потоком препятствий различной формы на плоской поверхности, излагаются результаты численного и экспериментального исследования влияния на характер обтекания двумерного препятствия квадратного сечения глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой. Показана трансформация течения в зависимости от угла скольжения и удлинения препятствия. Ш ' В главе 2 обсуждается состояние вопроса об особенностях обтекания цилиндрических тел равномерным и сдвиговым потоками, описаны различные методы моделирования сдвигового потока, отмечены их достоинства и недостатки. Приведено описание экспериментального оборудования, методики проведения испытаний и обработки экспериментальных данных. Сделана оценка погрешности измерений. Излагаются результаты влияния вертикального градиента скорости на аэродинамические характеристики и частоту схода вихрей с кругового цилиндра различного удлинения. Приводится сопоставление результатов модельных: исследований с натурными наблюдениями.

В главе 3 приведены результаты экспериментального исследования обтекания кругового цилиндра различного удлинения в условиях равномерного ^ и сдвигового потоков при наличии и отсутствии надстроек на боковой поверхности. Излагаются результаты экспериментального и численного исследования взаимодействия поперечно обтекаемого кругового цилиндра с близко расположенным экраном при критических зазорах . Определено влияние акустических возмущений на развитие течения вблизи поверхности цилиндра и в ближнем следе.

В главе 4 приведены результаты экспериментального исследования интерференции двух консольных цилиндров в условиях равномерного и\ градиентного потоков. Дана классификация областей изменения частоты схода вихрей. Определено влияние акустического поля на развитие вихревого следа за обоими цилиндрами при их различном взаимном расположении. Даны рекомендации по практическому использованию результатов.

Глава 5 посвящена исследованию внешней и внутренней аэродинамики перспективных форм оболочек башенных градирен (трехсекционной и гибридной) в условиях равномерного потока и сдвигового, моделирующего приземный пограничный слой. Изучена интерференция двух близко расположенных трехсекционных башенных градирен. Содержатся рекомендации по эксплуатации данного типа сооружений при ветровом воздействии и без него.

В главе 6 приводятся результаты физического моделирования внешней и внутренней аэродинамики нового технического решения удаления дымовых газов на ТЭС через комбинированное высотное сооружение (башенная; градирня — дымовая труба). Проведено обоснование экологической целесообразности внедрения новой технологии удаления дымовых газов.

В конце каждой главы диссертации приведены обобщающие выводы.

В заключении сформулированы основные выводы работы.

В приложении представлены акты внедрения результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2-й Европейской конференции по турбулентности (Берлин, Германия, 1988), Всесоюзной школе «Совершенствование проектирования и строительства градирен» (Москва, Россия, 1988 ), Симпозиуме IUTAM по отрывным течениям и, струям (Новосибирск, Россия, 1990), 7-м Международном симпозиуме МАГИ по градирням и брызгальным бассейнам (Ленинград, Россия,. 1990), Всесоюзном совещании «Основные направления совершенствования исследований и проектирования энергетических объектов ТЭС и АЭС» (Нарва, Эстония, 1991), 1 -st International Conference on Experimental Fluid Mechanics (Chengdu, China, 1991), Школе-семинаре ЦАГИ «Механика жидкости и газа» (Москва, Россия, 1991), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, Россия, 1994), 1-st European Conference on Wind Engineering (Warsaw, Poland, 1994), 2nd East European Conference on Wind Engineering (Prague, Czech Republic, 1998), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, Россия, 1998), 4-м Всероссийском научно-техническом семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, Россия, 1998), 7-й Международной конференции «Устойчивость и турбулентность течений гомогенных и гетерогенных жидкостей» (Новосибирск, Россия, 2000), 8-м Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (г. Пермь, Россия, 2001), 6-th Asian Symposium on Visualization (Pusan, Korea, 2001), Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering (Yeungnam University, Korea 2002), 3rd East European Conference on Wind Engineering (Kiev, Ukraine, 2002), а также на семинарах в научно-исследовательских институтах:, НИИ механики; МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, 06.06.1988 и 31.01.2003; Институте гидромеханики АН УССР, г. Киев, 02.06.1988; Сумском филиале Харьковского политехнического института, г. Сумы, 24.05.1988; Институте физико-технических проблем энергетики АН Литовской ССР,, г. Каунас, 30.05.1988; Институте теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск, 25.01.2002 и 25.04.2003; Институте теплофизики СО> РАН, г. Новосибирск, 15.01.2003; Санкт-Петербургском государственном университете, г. Санкт-Петербург, 05.02.2003; НИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева» г. Санкт-Петербург, 06.02.2003; Новосибирском государственном техническом; университете, г. Новосибирск, 25.02.2003. Результаты проведенных исследований представлены в публикациях [325-365].

Автор считает своим долгом выразить благодарность д.ф.-м.н., профессору В.В. Козлову за многолетнее плодотворное сотрудничество и полезные советы. Признательность автора также адресована С.П. Бардаханову, Н.М. Бычкову, Ю.С. Качанову, С.Н. Яковенко, совместно с которыми проводились исследования в ИТПМ СО РАН. Особую благодарность автор выражает М.А. Березину за сотрудничество и предоставленную возможность проведения исследований в специализированной для задач архитектурно-строительной аэродинамики аэродинамической трубе 3-АТ-17,5/3, а также А.А. Кураеву за поддержку работы на кафедре аэрогидродинамики НГТУ.

Основные результаты представленной работы состоят в следующем:

1. В рамках единого комплексного подхода впервые детально изучено влияние ряда факторов, оказывающих определяющее влияние на формирование пристенного течения около препятствия квадратного сечения: глубины погружения в набегающий турбулентный пограничный слой, угла скольжения, удлинения. Изучен механизм формирования вихревых зон перед и за препятствием. Найдено, что по мере погружения препятствия в турбулентный пограничный слой зона присоединения оторвавшегося потока уменьшается. Подтвержден нестационарный характер присоединения потока. Показана возможность адекватного описания ; характеристик квазидвумерного течения при помощи осредненных по ансамблю реализаций уравнений неразрывности и Навье-Стокса. Показано, что с уменьшением удлинения препятствия, влияние на характер и размер зоны присоединения потока глубины его погружения в набегающий турбулентный пограничный слой ослабевает и возрастает влияние концевых эффектов. Полученные данные расширяют и углубляют представления о свойствах таких течений, могут служить основой для проверки существующих двумерных и трёхмерных моделей турбулентных течений и могут быть использованы в инженерных приложениях для управления отрывными течениями.

2. Экспериментально изучено влияние вертикального градиента скорости и удлинения консольного цилиндра на характеристики ближнего следа. Показано, что в отличие от цилиндра бесконечного удлинения при обтекании консольного цилиндра удлинением >10 равномерным и сдвиговым потоками при докритических числах Рейнольдса вдоль его размаха образуются области разной длины с различной частотой схода вихрей. Этот факт коррелирует с образованием когерентных структур при обтекании высоких натурных сооружений цилиндрической формы (дымовых труб) при закритических числах Рейнольдса, что позволяет осуществлять корректный переход от модельных результатов к натурным.

3. Впервые получены систематические экспериментальные данные об аэродинамических характеристиках кругового цилиндра вблизи плоского экрана при малых зазорах {hid < 0,1) и критических числах Рейнольдса (Rekp= 4 105). Обнаружен эффект нестационарного знакопеременного характера изменения, аэродинамических сил, являющийся следствием неустойчивости течения из-за смещения по поверхности цилиндра точек отрыва. Определен спектр возможных режимов течения при варьировании величины зазора и числа Рейнольдса — от нестационарных до стационарных с устойчивыми аэродинамическими характеристиками. Результаты исследований являются основой для апробации различных теоретических подходов и создания современных методов расчета сложных. нестационарных течений с отрывом потока. Обнаруженные особенности поведения подъемной силы могут служить источником значительных автоколебаний конструкционных элементов (кругового или близкого к нему эллиптического сечения) при их упругом креплении вблизи других поверхностей, поэтому результаты работы положены в основу при разработке новой редакции строительных норм и правил (раздел «Нагрузки и воздействия»).

4. Экспериментально исследованы при закритических числах Рейнольдса аэродинамические характеристики кругового цилиндра при наличии на его поверхности расположенных вдоль образующей цилиндрических надстроек различного диаметра. Обнаружен эффект уменьшения локальных значений аэродинамической силы по сравнению с гладкой поверхностью в зависимости от угла ориентации цилиндра с надстройками относительно вектора скорости потока, количества надстроек и взаимного их расположения. Полученные данные могут служить базой для разработки способов управления процессом обтекания плохообтекаемых тел, что важно при принятии конструкционных решений в инженерной практике, в частности, для снижения сопротивления башенных градирен.

5. Впервые экспериментально показано, что другим способом управления характером обтекания равномерным потоком консольного цилиндрического тела является акустическое воздействие с частотой на порядок и более превышающей естественную частоту схода вихрей дорожки Кармана. Обнаружено, что в области двумерного отрыва потока на боковой поверхности консольного цилиндра и трехмерного отрыва на торце, акустические возмущения преобразуются в вихревые возмущения, развитие которых изменяет интегральные характеристики течения (абсолютные значения средней скорости и пульсаций скорости возрастают).

6. Экспериментально изучены закономерности интерференции двух консольных цилиндров в равномерном и сдвиговом потоках при наличии; и отсутствии акустического поля. Установлены границы режимов, определяемые межцентровым расстоянием, углом ориентации, удлинением цилиндров, когда наблюдается образование или отсутствие за телами когерентных структур. Впервые выявлены два эффекта противоположного характера, обнаруженные при воздействии акустического поля на интегральные характеристики течения за консольными круговыми цилиндрами. При параллельном расположении цилиндров наложение высокочастотных акустических возмущений приводит к возрастанию абсолютных значений средней: скорости и пульсаций скорости, как и в случае одиночного цилиндра, а при ступенчатом расположении под острым углом, наоборот, к уменьшению. Обнаружено, что с. уменьшением скорости набегающего потока диапазон восприимчивости течения за цилиндрами к акустическим возмущения сужается и смещается в область более низких частот. Аналогичная тенденция наблюдается с уменьшением зазора между цилиндрами. Объяснен механизм наблюдаемых явлений. Полученные данные могут быть использованы в практических приложениях, например, для повышения эффективности теплообменного оборудования путем интенсификации процессов теплообмена.

7. Развиты новые подходы к моделированию приземного пограничного слоя в аэродинамических трубах с короткой рабочей частью, позволяющие воспроизводить характеристики ветрового потока для разных типов шероховатости подстилающей поверхности, с целью их применения к задачам аэродинамики наземных сооружений. Разработаны методики физического моделирования работы башенных градирен в условиях штиля и - ветра и методики диагностики моделируемых внешних и внутренних течений.

8. Впервые проведено физическое моделирование работы перспективных форм оболочек башенных градирен большой производительности — трехсекционной и гибридной, при обтекании равномерным и сдвиговым, моделирующим приземный пограничный; слой, потоками. Показано, что аэродинамические характеристики исследованных градирен существенно отличаются от традиционной гиперболической градирни: выявлен; эффект влияния угла ориентации сооружения относительно ветрового потока, следствием которого может быть создание на его поверхности абсолютного минимума давления, превышающего более чем в 2 раза минимум давления для гиперболической градирни; обнаружен эффект, обратный наблюдаемому для гиперболической градирни; — при обтекании сдвиговым потоком при любых углах ориентации сооружения абсолютные значения коэффициентов давления в зонах разрежения значительно возрастают по сравнению с обтеканием равномерным потоком. Изучены закономерности взаимного влияния двух рядом расположенных трехсекционных градирен. На основе экспериментальных данных проведена оптимизация форм башенных градирен. Разработаны рекомендации по размещению перспективных форм башенных градирен на промплощадках тепловых и атомных электростанций, которые включают порядок выбора ориентации одной или группы градирен относительно ветрового потока с учетом розы ветров и выбор расстояния между градирнями и другими сооружениями. Результаты исследования аэродинамических характеристик моделей трехсекционных градирен использованы в промышленности для расчета ветрового воздействия на натурные сооружения.

9. Впервые в модельных условиях получены экспериментальные аэродинамические и теплофизические характеристики комбинированного высотного сооружения (башенная градирня - дымовая труба) с центральным расположением газовыхлопа и поперечноточным расположением теплообменников при неблагоприятных условиях эксплуатации (при штиле и слабом ветре). Показано, что в результате взаимодействия двух газодинамических потоков во внутреннем объеме такого типа сооружения происходит увеличение расхода воздуха; через теплообменники за счет эжектирующего эффекта струи «дымовых газов», что должно приводить в реальных условиях к повышению эффективности его работы как охладителя. Обнаружено, что в отличие от традиционной гиперболической градирни ветровой поток малой скорости (< 3 м/с) оказывает незначительное влияние на охлаждающую способность КВС. Определено, что комбинированное высотное сооружение данного типа характеризуется быстрым падением концентрации пассивных, увлекаемых потоком примесей, выбрасываемых дымовой трубой, по мере удаления от ее среза, что делает такое сооружение более эффективным с экологической точки зрения. На основе экспериментов и сопоставления с результатами математического моделирования разработаны рекомендации по оптимизации конструкции. Результаты исследований использованы при проектировании и обосновании экономической эффективности внедрения такого типа сооружений в теплоэнергетике.

Внедрение научных результатов

Научные результаты внедрены на ведущих предприятиях (организациях) отрасли:

• Госстрой России - государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко», г. Москва;

• Союзтеплострой - ЗАО «Инженерный центр - Союзтеплострой — СВС», г. Москва;

• ОАО «Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева», г. Санкт-Петербург.

Они использованы в учебном процессе Новосибирского государственного технического университета в качестве самостоятельного раздела, читаемого в курсе «Промышленная аэродинамика» для студентов 5-го курса дневного отделения специальности 071300 - гидроаэродинамика (инженерная подготовка) и в курсе «Экологические проблемы энергетики» для студентов 5-го курса дневного отделения специальности 330200 — инженерная защита окружающей среды (инженерная подготовка).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Айзин Л.Б., Поляков Н.Ф. Генерация волны Толлмина-Шлихтинга звуком на; отдельной неровности поверхности, обтекаемой потоком // Новосибирск, 1979. —щ (Препринт / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №17-79. 22с.)

2. Акулова Л.Г., Родэ Л.Э. Градирни. Аннотированный библиографический справочник, вып.1 (русск. лит-ра). Л.: Энергия, 1967. Вып.2 (иностр. лит-ра). - Л.: Энергия, 1968. - Вып.З (русск. и иностр. лит-ра). - Л.: ВНИИГ, 1970.

3. Алемасов В.Е., Глебов Г.А., Козлов А.П. Термоанемометрические методы исследования отрывных течений. Казань: Казанский филиал АН СССР, 1990. -178 с.

4. Антипин А.Н. и др. Многоканальная система измерения и регистрации переменных давлений // Новосибирск, 1974. (Отчет АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №15313 / 746. - 32 с).

5. Ариель Н.З., Ключникова Л.А. Ветер в условиях города // Труды ГГО. 1960. -Вып.94. - С. 29-32.

6. Ахмеров P.P., Шепеленко В.Н. Метод дискретных вихрей в задаче обтекания плоского цилиндра. Библиографический справочник // Новосибирск, 1987. (Отчет АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №1681. - 76 е.).

7. Бабаков А.В. Моделирование крупномасштабных когерентных структур в ближнем следе. — В кн. Этюды о турбулентности. Сер. «Кибернетика — неограниченные возможности и возможные ограничения»- М.: Наука, 1994. С. 223 -258.

8. Багаев Г.Н., Голов В.К. Медведев Г.В., Поляков Н.Ф. Аэродинамическая труба малых скоростей Т-324 с пониженной степенью турбулентности // В кн.: Аэрофизические исследования. Новосибирск, ИТПМ СО АН СССР. -1972. - Вып. 1.-С. 5-8.

9. Базилевский Ю.С., Короткин А.И., Николаенков В.Н. Пустотный А.Ф. Визуализация потока и явления отрыва перед цилиндром, расположенным в пограничном слое пластины // Сб. НТО СП. 1980. - Вып. 313.

10. Ю.Бам-Зеликович Г.М. О критериях отрыва трехмерного пограничного слоя // Изв. АН СССР . Сер. МЖГ. 1970. - №4.

11. П.Бардаханов С.П., Козлов В.В. Влияние акустического поля на когерентные структуры в турбулентном следе за плохообтекаемым телом // Сб. Турбулентные струйные течения, Таллин, 1985. С. 94-99.

12. Барнштейн М.Ф. Аэродинамическая неустойчивость высоких сооружений и гибких конструкций // Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. М., 1981. С. 80-91.

13. Барнштейн М.Ф. Воздействие ветра на здания и сооружения // Труды Центр. НИИ строит, конструкций. 1973. - Вып. 21. - С. 65-75.

14. Барнштейн М.Ф. Современное состояние вопроса о воздействии ветра на высокие сооружения // Труды Ин-та эксперим. метеорологии. 1972. - Вып. 27. - С. 3-11.

15. Белов И.А., Кудрявцев И.А. Поперечное обтекание двух последовательно расположенных цилиндров // Инж. физ. журнал. -1981.- Т.41. - №2 - С. 310-317.

16. Белоцерковский С.М., Котовский В.Н., Ништ М.И., Фёдоров Р.М. Математическое моделирование нестационарного отрывного обтекания кругового цилиндра; // Известия АН СССР, МЖГ. 1983. - №4. - С. 138-143.

17. Белоцерковский С.М., Котовский В.Н., Ништ М.И., Федоров P.M. Моделирование отрывного обтекания цилиндра вблизи экрана// Инж.-физ. журн. 1986. - Т.50. -№2.

18. Белоцерковский С.М., Ништ М.И., Котовский В.Н., Федоров Р.М. Трехмерное отрывное обтекание тел произвольной формы / Под ред. С.М. Белоцерковского. -М.: ЦАГИ, 2000.-266 с.

19. Березин М.А., Катюшин В.В. Атлас аэродинамических характеристик строительных конструкций. Новосибирск. - 2003. - 130 с.

20. Беспрозванная И.М„ Соколов А.Г., Фомин Г.М. Воздействия ветра на высотные сплошностенчатые сооружения. М., 1976. 184 с.

21. Бир*кгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. М.- 1964. - 466 с.

22. Блюмина Л.Х., Федяевский К.К. О периодическом срыве вихрей с поверхности цилиндра и силах, вызванных этими вихрями, на закризисном режиме обтекания // Изв. АН СССР, сер. МЖГ. 1968. - С. 100 -104.

23. Божков В.М., Васильев JI.E., Жигулев С.В. Особенности поперечного дозвукового обтекания кругового цилиндра // Изв. АН СССР, сер. МЖГ. 1980. - №2. - С. 154 -157.

24. Божков В.М., Столяров Е.П. Поперечное обтекание двух цилиндров в условиях сильной интерференции // Учебные записки ЦАГИ. 1975. — Т.6. - №5. - С. 133136.

25. Бойко А.В., Грек Г.Р., Довгаль А.В., Козлов В.В. Возникновение турбулентности в пристенных течениях. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999.-328 с.

26. Бойко А.В., Довгаль А.В., Козлов В.В., Симонов О.А., Щербаков В.А. Отрыв ламинарного течения на двумерном препятствии в пограничном слое / Новосибирск, 1988. (Препринт / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №7-88. - 24 с).

27. Болтухов А.А., Ким Ен Бе. Градирня. Авт. Свидетельство №347546 // Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. 1972. - №24.

28. Борисенко М.М. Вертикальные профили ветра и температуры в нижних слоях атмосферы // Труды главн. геофиз. обсерватории. —1974. Вып. 320. - С. 1-205.

29. Борисенко М.М. Некоторые характеристики ветра для определения нагрузок на высокие сооружения // Труды главн. геофиз. обсерватории. 1978. - Вып. 408. - С. 70-79.

30. Борисенко М.М. Распределение ветра в нижнем 200-метровом слое атмосферы над городом // Труды главн. геофиз. обсерватории. 1977. - Вып. 368. - С. 1-150.

31. Борисенко М.М., Заварина М.В. Вертикальные профили скоростей ветра по измерениям на высотных башнях // Труды главн. геофиз. обсерватории. 1967. -Вып. 270.-С. 11-20.

32. Браверман Э.М., Мучник И.Б. Структурные методы обработки эмпирических данных. М., 1983. 464 с.

33. Браун Р.А. Аналитические методы моделирования планетарного пограничного слоя. Д.: Гидрометеоиздат, 1978. - 150 с.

34. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение / Пер. с англ. М.: Мир, .1974.-278 с.

35. Бызова H.JI., Гаргер Е.К., Иванов В.Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. JL: Гидрометеоиздат, 1991. -278 с.

36. Бызова Н.Л., Иванов В.Н., Гаргер Е.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. Д.: Гидрометеоиздат. - 1989. - 263 с.

37. Бычков Н.М. Исследование аэродинамических сил на вращающихся осесимметричных телах //Дисс. канд. техн. наук. Новосибирск, ИТПМ. - 1982.

38. Бычков Н.М., Коваленко В.М. Аэродинамические характеристики кругового цилиндра в поперечном потоке // Изв. АН СССР, сер. техн. наук. 1980. - №8. -Вып.2.-С. 114-124.

39. Бэтил С.М., Мюллер Т. Дж. Визуализация области перехода при обтекании профиля крыла с помощью дыма от нагретой проволоки // РТК. 1981. - Т. 19. -№4. - С.81-88.

40. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. Мир: М. - 1973. - 758 с.

41. Ван-Атта. Экспериментальные исследования срыва вихрей с наклонных круглых цилиндров // Ракетная техника и космонавтика. №5. - 1968.

42. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкостей и газа. М.: Мир, 1984. - 184 с.

43. Васильев А.П. Экспериментально-расчетные исследования железобетонной башни градирни, подкрепленной ребрами и разработка новых конструктивных решений градирен. Автореф. .канд. техн. наук. - Д., 1981. - 16 с.

44. Вилле Р. Вихревые дорожки Кармана // Проблемы механики. Сб. статей. М.: ИЛ, 1963. - Вып.1У. - С. 226-238.

45. Власов Е.В., Гиневский А.С. Акустическое воздействие на аэродинамические характеристики турбулентной струи // Изв. АН СССР. МЖГ. 1967. - №4. - С. 133138.

46. Власов Е.В., Гиневский А.С. Когерентные структуры в турбулентных струях и следах // Итоги науки и техники. Сер. МЖГ. 1986. - Т.20. - С.3-84.

47. Власов Е.В., Гиневский А.С., Уханова JI.H. Измерение структуры турбулентного следа при воздействии звуковых колебаний // IX Всес. акуст. конференция, секция «Ж», М.: Акустический ин-т. - 1977. - С. 39-42.

48. Волков Л.Д. Исследование аэродинамического взаимодействия цилиндрических элементов ферменных конструкций // Вопросы судостроения. Сер. Проектирование судов. 1980. - Вып. 24.

49. Волков Э.П., Кормилицын В.И. Распространение пассивной примеси от точечного источника в потоках различной интенсивности турбулентности // Инж.-физ. ж. -1986. Т. 51. - № 4. - С. 546-551.

50. Гельфанд Р.Е., Недвига Ю.С., Ким Ен Бе. Исследование трехсекционных башенных градирен // Труды коорд. совещ. по гидротехнике. 1977. - Вып. 115.-С. 202-204.

51. Герценштейн С.Я. Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости. -М.: Изд-во Моск. Ун-та. 2001. - 214 с.

52. Герценштейн С.Я. О влиянии, единичной шероховатости на возникновение турбулентности // МЖГ. 1966. - Вып. 2. - С. 163-166.

53. Герценштейн С.Я., Некрасов И.В., Сухорукое А.Н. Аэродинамика городских застроек и промышленных объектов. Распространение загрязнений, комфортность и шум М.: Изд-во МГУ, 1999. - 158 с.

54. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. Акустическое управление турбулентными струями. М.: Физматлит, 2001. - 240 с.

55. Гиневский А.С., Власов Е.В., Колесников А.В. Аэроакустические взаимодействия. М.: Машиностроение, 1978. - 176 с.

56. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Расчет отрывного турбулентного обтекания цилиндра // Струйные и отрывные течения. Ч. 2. М.: Изд-во МГУ. - 1981. - С. 26-41.

57. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Турбулентные отрывные течения. М.: Наука, 1979. -368 с.

58. Горлин С.М, Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. Методы и приборы. М., 1964. 720 с.

59. Горлин С.М. Некоторые вопросы аэродинамики городских застроек // Труды НИИ механики Моск. ун-та. 1977. - Вып. 234. - С. 1-78.

60. Горлин С.М., Зражевский И.М. Изучение обтекания моделей рельефа и городской застройки в аэродинамической трубе // Труды Главн. геофиз. обсерватории. 1971. - Вып. 234. - С. 45-49.

61. Горлин С.М., Зражевский И.М., Зиборова С.П. Исследования влияния неровностей на характеристики воздушного потока в аэродинамической трубе // Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы. Л., 1971. - С. 147-160.

62. Горлин С.М., Масеев М.М., Миронова Н.А., Штеренлихт Д.В. Влияние начальной турбулентности на обтекание гладких и шероховатых цилиндров // Научные труды Института механики МГУ им. М.В. Ломоносова. 1970. - №4. - С. 11-22.

63. Горлин С.М., Тимошук Л.Т., Худяков Г.Е. Влияние начальной турбулентности потока на аэродинамические характеристики плохообтекаемых тел вблизи экрана // Научные труды Института механики МГУ им. М.В. Ломоносова. — 1971. № 12. -С. 53-65.

64. Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. Экология. Нефть и газ. М.: Наука, 1997.-598 с.

65. Гуревич Ю.Г. Теоретическое и экспериментальное исследование течения вязкой жидкости вблизи линии пересечения цилиндрической и плоской поверхностей // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1983. - №1.

66. Гущин В.А. Численное моделирование отрывных течений вязкой жидкости // Моделирование в механике. 1987. - Т. 1, №2. - С. 19-45.

67. Гущин В.А., Коньшин В.Н. Нестационарные отрывные и переходные течения жидкости около тел конечных размеров. В кн. Этюды о турбулентности. Сер. «Кибернетика - неограниченные возможности и возможные ограничения»- М.: Наука, 1994. -С. 259-274.

68. Дауетас П.М., Жюгжда И.И., Савицкас Ю.Ю. Теплообмен системы двух цилиндров при различной их ориентации в потоке. В кн. Теплообмен 7. - Минск, 1984. - Т. 1. - Часть 2.

69. Девнин С.И. Аэродинамика плохообтекаемых конструкций // Справочник. Л., Судостроение, 1983. - 320 с.

70. Девнин С.И. Аэродинамический расчет плохообтекаемых судовых конструкций. -Л., Судостроение. -1967.

71. Девнин С.И. Гидроупругость конструкции при отрывном обтекании. Д., 1975. -192 с.

72. Ден-Гартог Дж.П. Механические колебания. М.: Физматгиз. - 1960.

73. Дербунович Г.И., Земская А.С., Репик Е.У., Соседко Ю.П. Исследование сеток для управления структурой турбулентного потока в аэродинамических трубах // Ученые записи ЦАГИ. 1982. - Т. 113. - №1.

74. Джуринский М.Б., Костиков Н.В. Основные тенденции и технический уровень строительства градирни // Энергетическое строительство за рубежом. 1984. - №2. -С. 10-12.

75. Диковская Н.Д. Взаимодействие кругового цилиндра с близко расположенным цилиндром и пластиной в поперечном потоке (обзор) // Новосибирск, 1980. — (Отчет по НИР / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №1133. -47 с).

76. Диковская Н.Д. Экспериментальное и численное исследование поперечного обтекания цилиндра вблизи плоского экрана // Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н., ИТПМ СО РАН. Новосибирск. - 1991. - 175 с.

77. Довгаль А.В. Экспериментальное моделирование эффектов ламинарно-турбулентного перехода в областях отрыва пограничного слоя // Дисс. на соиск. уч. степ, д.ф.-м.н., ИТПМ СО РАН. Новосибирск. - 1996. - 244 с.

78. Довгаль А.В., Козлов В.В. Влияние акустических возмущений на структуру течения в пограничном слое с неблагоприятным градиентом давления // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1983. - №2. - С. 48-52

79. Довгаль А.В., Козлов В.В., Рамазанов М.П. Метод визуализации дозвуковых газовых потоков // Учебные записи ЦАГИ. 1985. - Т.26. - №4. - С. 17-25.

80. Доскемпиров Б.М., Шакенов Б.К. Моделирование 'аэродинамики градирни в ветровом потоке // Вестник АН Каз.ССР, Алма-Ата. 1987.

81. Драйвер Д.М., Сигмиллер Х.Л., Марвин Дж.Г. Нестационарные процессы в присоединяющемся слое смешения // Аэрокосмическая техника. 1980. - № 3. - С. 35- 42.

82. Дужих Ф.П. и др. Градирня. Авт. свидетельство №1770718. Бюллетень изоб. №39, 23.10.92.

83. Дужих Ф.П. и др. Устройство для удаления парогазовоздушной смеси. Авт свидетельство №1716262. Бюллетень изоб. №8, 29.02.92.

84. Дужих Ф.П. Проблемы удаления дымовых газов через специальные высотные сооружения // Монтаж и специальные работы в строительстве. 1992. - №11-12. -С. 30-32.

85. Дурст Ф., Растоги А.К. Теоретические и экспериментальные исследования турбулентных течений с отрывом // Турбулентные сдвиговые течения. М.: Машиностроение. - 1982. - Т.1 - С. 214-227.

86. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. Тепломассообмен и гидродинамика турбулизированных потоков. Киев: Наукова думка, 1985. - 296 с.

87. Дыбан Е.П., Юшина JI.E. Теплообмен цилиндра конечной длины // Промышленная теплотехника. 1982. - Т. 5. - С. 3-8.

88. Дыбан Е.Р., Эпик Э.Я., Козлова Л.Г. Влияние турбулентности внешнего потока на обтекание кругового цилиндра // Теплофизика и теплотехника. 1972. - № 22. - С. 10-13.

89. Дюнин А.К. Механика метелей. Новосибирск, 1963.

90. Дюнин А.К. Экспериментальные исследования изменения структуры снега вт,аэродинамическом канале // Труды НИИЖТА. Новосибирск. - 1977. - Вып. 184. -С.19-25.

91. Ермаков С.М., Бродский В.З., Жиглявский А.А. и др. Математическая теория планирования эксперимента. М., 1983. 391 с.

92. Ефремов В.И., Завилейский С.В. Исследование аэротермических характеристик градирен в лабораторных и натурных условиях // Тр. коорд. совещ. Вып. 44. -1968.-С. 35-39.

93. Жангунов Орынбасар. Аэродинамика и теплообмен цилиндрических тел конечной длины: Автореф. канд. дис. Алма-Ата, 1987. - 16 с.

94. Жигулев В.Н., Тумин A.M. Возникновение турбулентности. Динамическая теория возбуждения и развития неустойчивостей в пограничных слоях. — Новосибирск: Наука, 1987. 282 с.

95. Жукаускас А., Жюгжда И. Теплоотдача цилиндра в поперечном потоке жидкости. Вильнюс: Мокслас, 1979. - 320 с.

96. Жукаускас А., Улинскас Р., Катинас В. Гидродинамика и вибрации обтекаемых пучков труб. Вильнюс: Мокслас, 1984. - 312 с.

97. Жукаускас А.А., Дауетас П.М., Илгарубис B.C. Влияние турбулентности потока и загромождения канала на обтекание цилиндра поперечным потоком воды при критических Re // Труды АН Лит. ССР, сер. Б. 1978. Т.2 (117). - С. 49-57.

98. Заварина М.В. Расчетные скорости ветра на высотах нижнего слоя атмосферы. -Л.: Гидрометиоиздат, 1971. 164 с.

99. Заварина М.В. Строительная климатология. Л., 1976. 312 с.

100. Занин Б.Ю., Козлов В.В., Проскрянов В.Г. Структура турбулентного отрыва на прямом крыле при различных условиях обтекания // Ученые записки ЦАГИ. Т. 30.-№ 1-2. -1999.-С. 77-83.

101. Занько Ф.С. Нестационарные процессы в присоединяющемся отрывном течении за обратным уступом: Автореф. канд. дис. Казанский гос. техн. ун-т, Казань, 2000.-16 с.

102. Здравкович М.М. Обзор исследований интерференции между двумя круглыми цилиндрами при различном их взаимном расположении // Теоретические основы инженерных расчетов. 1977. - №4. - С. 119-137.

103. Зилитинкевич С.С. Динамика пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 290 с.

104. Зражевский И.М. Исследование структуры воздушного потока над неоднородностями подстилающей поверхности (моделирование в аэродинамической трубе): Автореф. канд. дис. Л., 1973. - 20 с.

105. Зражевский И.М., Клинго В.В. К моделированию атмосферы турбулентных движений над неоднородной подстилающей поверхностью // Труды главн. геофиз. обсерватории. -1971. Вып. 254. - С. 39-56.

106. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение. - 1992. - 672 с.

107. Исатаев С.И., Жангунов О. Аэродинамика и теплообмен поперечно обтекаемых коротких цилиндров // Сб. научн. тр. ЭНИН им. Г.М. Кржижановского. М. —1986. -С. 114-123.

108. Итон, Джонстон. Обзор исследований дозвуковых турбулентных присоединяющихся течений // РТК. 1981. - Т. 19. - № 10. - С. 7-19.

109. Казакевич М.И. Аэродинамика мостов. М.: Транспорт, 1987. - 240 с.

110. Каликов В.Н., Некрасов И.В., Орданович А.Е., Худяков Г.Е. Моделирование взаимодействия ветра с различными инженерными и природными объектами в аэродинамических трубах // Итоги науки и техники. Сер. МЖГ. 1986. - Т. 20. - С. 140-205.

111. Кантуэлл Б. Дж. Организованные движения в турбулентных потоках // Механика. Новое в зарубежной науке. Вихри и волны: Сб. статей. Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-С. 9-79.

112. Каравосов Р.К., Прозоров А.Г. Влияние звукового облучения на обтекание крыла при малых числах Рейнольдса // Труды ЦАГИ. 1976. - Вып. 1790. - С. 12-23.

113. Каримуллин И.Г. Исследование поперечного обтекания параллельно расположенных круговых цилиндров и цилиндра с надстройками дозвуковым потоком при больших числах Рейнольдса // Труды ЦАГИ. 1971. - Вып. 1325 -С. 11-30.

114. Качанов Ю.С., Козлов В.В., Левченко В.Я. Возникновение турбулентности в пограничном слое. Новосибирск: наука, 1982. - 151 с.

115. Качанов Ю.С., Козлов В.В., Левченко В.Я. Генерация и развития возмущений малой амплитуды в ламинарном пограничном слое при наличии акустического поля // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1975. - №13. - Вып. 3. - С. 18-26.

116. Квок К.К.С. Влияние турбулентности на распределение давления вокруг цилиндра квадратного сечения и возможности уменьшения аэродинамических нагрузок // Теоретические основы инженерных расчетов. 1983. Т. 105. - №2. - С. 91-96.

117. Кия М., Ари М., Тамура X., Мори X. Отрыв вихрей при ступенчатом расположении двух цилиндров // Теоретические основы инженерных расчетов. -1980. Т. 102. - №2. - С. 104-112.

118. Ковалев М.А. О расчете и исследовании аэродинамических труб // Уч. зап. Ленингр. ун-та. 1939. - Вып. 7. - С. 61-89.

119. Коваленко В.М., Бычков Н.М., Кисель Г.А., Диковская Н.Д. Обтекание вращающегося и неподвижного кругового цилиндра вблизи плоского экрана. Сообщение 1. Аэродинамические силы на цилиндре // Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук. 1983. - №13. - Вып. 3.

120. Коваленко В.М., Диковская Н.Д. Обтекание двух цилиндров, расположенных рядом // Новосибирск, 1985. (Препринт / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №36-85. - 14 с).

121. Козлов В.В. Отрыв потока от передней кромки профиля и влияния; на него акустических возмущений // ПМТФ. 1985. - №2. - С. 112-115.

122. Колмогоров А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // ДАН СССР. 1941. - Т.ЗО. - №4.

123. Колосов Е.Б. Анализ результатов измерений термоанемометром в области перемены направления течения // Изв. вузов: Машиностроение. 1985. - № 1. - С. 62-65.

124. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М., 1984. 832 с.

125. Корнилов В.И. Пространственные пристенные турбулентные течения в угловых конфигурациях. Новосибирск: Наука, Сиб. издат. фирма РАН, 2000. - 399 с.

126. Корнилов В.И., Меклер Д.К. Исследование памяти турбулентного пограничного слоя на двумерные возмущения. Новосибирск, 1987 (Препр. / СО АН СССР. Ин-т теор. и прикл. механики; №32-87).

127. Корнилов В.И., Меклер Д.К. Особенности развития неравновесного турбулентного пограничного слоя за поперечно-обтекаемым цилиндром // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1989. - Вып. 6. - С. 38-46.

128. Короткин А.И. О трехмерном характере поперечного обтекания кругового цилиндра // Ученые записки ЦАГИ. 1973. - T.IV.- №5. - С. 26 -33.

129. Косорыгин B.C. Лабораторный комплекс для изготовления миниатюрных термоанемометрических датчиков с нагреваемой нитью // Деп. ВИНИТИ № 4166-82.-М.-1982.

130. Кочин Н.Е. О неустойчивости вихревых дорожек Кармана. Собрание сочинений. - М.: Изд-во АН СССР. - 1949. - Т. 2.

131. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханиха. М., 1963. Т. 2. - 727 с.

132. Кузнецов Б .Я. Аэродинамические исследования цилиндров // Труды ЦАГИ. -1931.-Вып. 98.

133. Курбацкий А.Ф. Моделирование турбулентных течений (обзор) // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1989. - Вып. 5. — С. 119 — 146.

134. Курбацкий А.Ф., Яковенко С.Н. Диффузия пассивной примеси от линейного источника в нейтральном атмосферном приземном слое // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1999. - Т.35. - № 4. - С. 506-515.

135. Курбацкий А.Ф., Яковенко С.Н. Численное исследование турбулентного течения1 вокруг двумерного препятствия в пограничном слое // Ж. Теплофизика и аэромеханика. Новосибирск - Т. 3. - № 2. - 1996. - С. 145-162.

136. Куршен Ж., Ланвиль А. Экспериментальное определение коэффициента лобового сопротивления цилиндров прямоугольного сечения в потоке с решеточной турбулентностью // Теоретические основы инженерных расчетов. -1982. Т. 104. - № 4. - С. 194-200.

137. Кутателадзе С.С., Миронов Б.П., Накоряков В.Е., Хабахпашева Е.М. Экспериментальное исследование пристенных турбулентных течений. — Новосибирск: Наука, 1975. 164 с.

138. Лайхтман Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-341 с.

139. Лапин Ю.В., Нехамкина О.А., Стрелец М.Х. Полуэмпирические модели турбулентности для пристенных течений, установившееся течение в круглой трубес гладкими стенками // Изв. АН СССР. Мех. жидкости и газа. 1990. - - № 2. - С. 31-36.

140. Липанов A.M., Кисаров Ю.Ф., Ключников И.Г. Численное моделирование вязких дозвуковых потоков при числе Рейнольдса 104// Математ. моделирование. -1997. Т. 9.-№3.-С. 3-12.

141. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука. - 1973. - 848 с.

142. Лужанский Б.Е., Солнцев В.П. Экспериментальное исследование течения в двухмерных отрывных зонах перед уступами // ПМТФ. №1- - 1972.

143. Мейр У., Маул Д. Плохообтекаемые тела и отрыв вихрей. Обзор докладов на «Евромех-17». В кн.: Механика. Сб. переводов. - М.: Мир. - 1972. - № 2. - С. 100-113.

144. Методы расчета турбулентных течений: Пер. с англ. / Под ред. В. Колльмана. -М.: Мир, 1984.-464 с.

145. Мицкевич А.И. Эффективность конвективной теплоотдачи. -Энергомашиностроение. 1971.-№ 10.-С. 14- 17.

146. Монин А.С. О природе турбулентности // Успехи физ. наук. 1978. - Т. 125, вып. 1.-С. 97-122.

147. Мугалев В.П. Спектральные измерения в среде за цилиндром призматической формы при его свободных поперечных и продольных колебаниях // Промышленная аэродинамика, вып.2 (34). М.: Машиностроение, 1987. С. 188-197.

148. Мэррис А. Обзор исследований по вихревым дорожкам, периодическим следамvи индуцированным явлениям вибрации // Теор. основы инж. расчетов. Сер. Д. -1964. Т. 86. - №2. - С. 23-38.

149. Петров Г.И., Штейнберг Р.Н. Исследование потока за плохообтекаемыми телами // Труды ЦАГИ. 1940. - Вып. 482.

150. Поляков Н.Ф. Методика исследований характеристик потока в .малотурбулентной аэродинамической трубе и явления перехода в несжимаемом пограничном слое: Дисс. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1973.-262 с.

151. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. М.: Изд. Иностр. Лит. - 1949. - 520 с.

152. Прикладная аэродинамика под ред. Н.Ф. Краснова. М.: Высшая школа, 1974. -732 с.

153. Прикладная статистика. Правило определения оценок и доверительных границ для параметров нормального распределения. ГОСТ 11.004-74 (СТ СЭВ 876-78).

154. Пядишюс А., Шланчяускас А. Турбулентный теплоперенос в пристенных слоях / Под ред. А. Жукаускаса. АН ЛитССР. - Ин-т физико-техн. проблем энергетики. -Вильнюс: Мокслас. - 1987. - 239 с.

155. Реттер Э.И. Архитектурно-строительная аэродинамика. М.: Стройиздат, 1984. -294 с.

156. Рожков А.А. Моделирование атмосферного пограничного слоя в. аэродинамической трубе Т-324 // Новосибирск, 1984. (Отчет по НИР / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики и ВНИИПТуглемаш. — 113 с.)

157. Рокуэлл Д. Колебания сдвиговых слоев, взаимодействующих с препятствиями // Аэрокосмическая техника. 1984. - Т. 2. - № 2. - С. 12-38.

158. Рошко А. Драйденовская лекция. Структура турбулентных сдвиговых течений: новая точка зрения//РТК. 1976.-Т. 14. -№10.-С.8-20.

159. Рошко А. О вихревом следе и сопротивлении плохообтекаемых тел / Механика. Сб. переводов и обзоров иностр. период, лит. - 1965. - №1. - С. 42-56.

160. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1978. - 224 с.

161. Руни, Пелтцер. Распределение давления вокруг цилиндра небольшой относительной длины и структура вихревого следа в сдвиговом потоке припереходных числах Рейнольдса // Теор. основы инж. расчетов. Т. 103. - №1. - С. 135-144.

162. Рябинин А.Н. Моделирование в аэродинамической трубе профиля средней скорости ветра приземного слоя атмосферы // Вестн. Ленингр. ун-та. 1983. № 13.-С.99-101.

163. Рябинин А.Н. О моделировании обтекания городской застройки в аэродинамической трубе. // Вестник Ленингр. ун-та. 1985. - № 15. - С. 107-110.

164. Савицкас Ю.Ю. Теплоотдача и гидродинамические характеристики системы двух поперечно обтекаемых цилиндров при различной их ориентации в потоке. -Автореф. канд. техн. наук. Каунас, 1988. - 16 с.

165. Савицкий Г.А. Ветровая нагрузка на сооружения. -М.: Стройиздат, 1972. -109 с.

166. Сакамото, Мория, Танигучи, Арие. Профильное сопротивление трехмерных неудобообтекаемых тел, находящихся в турбулентных пограничных слоях // Теор. основы инж. расчетов. 1982. - Т. 104. - № 3. - С. 148-156.

167. Саленко С.Д. Аэродинамика тел в потоке с вертикальным градиентом скорости над экраном. Автореф. канд. дис. - Новосибирск, 1987. - 17 с.

168. Сарпкайя Т. Вычислительные методы вихрей: Фримановская лекция (1988) // Современное машиностроение. Сер. А. 1989. - №10. - С. 1-60.

169. Севастьянова Е.В., Соловьева Е.В. Исследование мгновенного давления на неподвижных и поступательно колеблющихся цилиндрических телах в поперечном потоке / Сб. статей «Промышленная аэродинамика». М.: Машиностроение, 1988. - Вып. 3 (35). - С.138 - 149.

170. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М., 1981. - 448 с.

171. Семашко К.И. Оценка ветрового режима жилой застройки и его регулирование архитектурно-планировочными средствами. Автореф. канд. дис. М., 1978. 24 с.

172. Серебровский Ф.Л. Аэрация жилой застройки. М., 1971. 112 с.

173. Серебровский Ф.Л. К вопросу об аэродинамическом подобии // Труды Челябинск, политех, ин-та. 1972. - Вып. 109. - С. 137-145.

174. Сермак Дж.Э. Гидродинамические основы ветротехники // Тр. амер. общества инж. механиков. - 1975. -Т.97. - Сер.1. - №1.- С. 109-144.

175. Сермак Дж.Э. Применение аэродинамических труб для исследования проблем аэродинамического проектирования сооружений // РТК. — 1979. Т. 17. - №7. - С. 10-24.

176. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения. М., 1985. -254 с.

177. Симпсон. Обзор некоторых явлений, возникающих при отрыве турбулентного потока//Теор. основы инж. расчетов. 1981.-Т. 103.-С. 131-149.

178. Скорер Р. Аэрогидродинамика окружающей среды. М.: Мир, 1980. - 549 с.

179. СНиП 2.01.07. 85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 36 с.

180. Современное состояние гидроаэродинамики вязкой жидкости. Под ред. С. Гольдштейна. М.: ИЛ, 1948. - Т. 1,2.

181. Сычев В.В., Рубан А.И., Сычев Вик. В., Королёв Г.Л. Асимптотическая теория отрывных течений. М.: Наука, 1987. - 256 с.

182. Танигути, Сакамото, Ариэ. Взаимодействие двух круглых цилиндров конечной высоты, вертикально погруженных в турбулентный пограничный слой // Теоретические основы. 1982. - Т. 104. - №4. - С. 200-208.

183. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Жданов Р.Ф. Особенности течения и теплообмена , при отрыве турбулентного потока за уступом и ребром. 1. Структура течения // Прикл. механика и техн. физика. 2002. - Т. 43. - № 6 - С. 126-133.

184. Трещевский В.Н., Волков Л.Д., Короткин А.И. Аэродинамический эксперимент в судостроении. Л.: Судостроение, 1976. - 122 с.

185. Уханова Л. Н. Исследование трехмерного спутного течения за цилиндром конечного удлинения // Ученые записки ЦАГИ. 1971. - Т. 2 - №6. - С. 93-97.

186. Уханова Л.Н. Статические характеристики плоского турбулентного следа на небольшом расстоянии от цилиндра / В сб.: Промышленная аэродинамика. 1966. - Вып. 27. - С. 83-95.

187. Уханова JI.Н. Структура течения в трехмерных турбулентных следах // Инж.-физ. ж. 1973. - Т.25. - №5. - С. 893-898.

188. Фарел, Карскуэлл, Фювен, Пател. Влияние стенок трубы на обтекание круглых цилиндров и моделей градирни // Теор. основы инж. расчетов. 1977. - №3. - С. 124-136.

189. Фаривар Дж. Турбулентное равномерное обтекание цилиндров конечной длины // РТК. 1981. - №4. - С. 25-32.

190. Фарфоровский Б.С. Натурные аэротермические исследования башенных градирен // Труды коорд. совещ. по гидротехнике. Л.: Госэнергоиздат, 1963. -Вып. 5.

191. Фарфоровский Б.С., Фарфоровский В.Б. Охладители циркуляционной воды тепловых электростанций. Л.: Энергия, 1972. - 111 с.

192. Федяевский К. К., Блюмина Л. X. Гидроаэродинамика отрывного обтекания тел. М.: Машиностроение, 1977. - 120 с.

193. Федяевский К.К., Белоцерковский С.М. Ветровые нагрузки, действующие на сооружения при шквалах // Изв. АН СССР. —1954. ОТМ. - №6.

194. Фомин Г.М. Исследование автоколебаний упругих конструкций при срыве потока // Автореф. докт. дисс. М. - 1974. - 40 с.

195. Фювен, Пател, Фарел. Модель обтекания круговых цилиндров с шероховатой поверхностью при высоких числах Рейнольдса // Теор. основы инж. расч. 1977. — №3.

196. Хохлов В.А. Аэродинамическая труба ЗАТ-17.5/3 СибНИИЭ для изучения окружающей среды // Изв. Сиб. отд. АН СССР. Сер. техн. наук. 1971. - №13. -Вып. 3. - С. 42-48.

197. Худяков Г.Е. Влияние удлинения на аэродинамические характеристики призматических тел квадратного сечения // Научные труды Института механики МГУ им. М.В. Ломоносова. 1970. - №4. - С. 28-32.

198. Чен. Общий обзор проблемы гидродинамики возбужденных колебаний пары круговых цилиндров в поперечном потоке жидкости // Теор. основы инж. расчетов. 1986.-№4.-С. 87-108.2U- Четаев Н.Г. Устойчивость движения. М., 1990. - 176 с.

199. Чжен П. Отрывные течения. М.: Мир. - 1972-1973. - Т.1,2, 3.

200. Чжен П. Управление отрывом. М.: Мир. - 1979. - 552 с.

201. Шварц Л.Е., Спиридонов В.В. Колебания трубопроводов в ветровом потоке // Строительство трубопроводов. 1974. - №1. - С. 20-22.

202. Швец А.И., Швец И.Т. Газодинамика ближнего следа. Киев: Наукова думка, 1976. -384 с.

203. Шкадов В.Я., Шкадова В.П. Турбулентное смешение нагретых газов в комбинированных высотных сооружениях // Москва, 1991. (Отчет по НИР / Ин-т механики МГУ им. М.В. Ломоносова; № 4349. - 48 с).

204. Шкадов В.Я., Шкадова В.П., Кулаго А.Е. Газодинамика экологически чистых систем удаления дымовых газов // Труды инженерно-экономического ин-та. М. -2001.-С. 234-265.

205. Шланчяускас А.А., Барткус С.И., Шляжас Р.Б. Исследование турбулентного пограничного слоя в области прямоугольного выступа на пластине // Структура; турбулентных течений. Сб. научных трудов АН БССР, ИТМО.-Минск.-1982.

206. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя: Пер. с нем. М.: Наука, 1974. -711 с.

207. Эрикссон Л.Э., Рединг Дж.П. Об условиях подобия течения в ближнем следе за цилиндром при больших числах Рейнольдса // РТК. 1979. - Т. 17. - №9. - С. 105106.

208. Юдин В.Ф. Теплообмен поперечнооребренных труб. — Л.: Машино-строение, 1982.-189 с.

209. Юрин А.В. Строительство железобетонной башенной градирни высотой 120 м // Реферативная информация о передовом опыте. Серия 5. «Специальные работы в промышленном строительстве». 1970. - Вып. 5. - С. 27-28.

210. Achenbach Е. The effect of surface roughness on the heat transfer from a circular cylinder to the cross flow of air // J. Heat Mass Transfer. 1977. - Vol. 20. - No. 4. - P.359.369.

211. Achenbach E. Influence of surface roughness on the cross-flow around a circular cylinder // J. Fluid Mech. 1971. - Vol. 46. - Pt. 2. - P. 321-335.

212. Ahmadi G. Aero-elastic wind energy converter // Energy conversion. 1978. - Vol. 18. -P. 115-120.

213. Ayoub В., Karacheti K. An experiment on the flow past a finite circular cylinder at high subcritical and supercritical Reynolds numbers // J. Fluid Mech. 1982. - Vol. 118. -P. 1-26.

214. Baines J. Effects of velocity distribution on wind loads and flow patterns on Buildings // Int. Conf. on Wind Effects on Buildings and Structures held at NPL. N.M.S.O. London, 1963.

215. Bardakhanov S. P., Kozlov V. V. Onset and development of coherent structures in turbulent shear flows // Proc. Int. Symp. "Perspectives in Turbulence Studies", Gottingen, 1987 Springer - Verlag. - 1987. - P. 154-187.

216. Batham J.P. Pressure distribution on circular cylinder at critical Reynolds number // J. Fluid Mech. 1973. - Vol. 57. - Pt. 2. - P. 209-228.

217. Bearman P. W. Vortex shedding from oscillating bluff bodies // Ann. Rev. Fluid Mech. 1984. -Vol. 16. - P. 195-222.

218. Bearman P. W., Graham J.M.R. Vortex shedding from bluff bodies in oscillating from // J. Fluid Mech. 1980. - Vol. 99. - Pt. 2. - P. 225-245.

219. Bearman P. W., Wadcock A.J. The interaction between a pair of circular cylinders normal to a stream // J. Fluid Mech. 1973. - Vol. 61. - P. 499-511.

220. Bearman P. W., Zdravkovich M.M. Flow around a circular cylinder near a plane boundary // J. Fluid Mech. 1978. - Vol. 89. - P. 34 - 47.

221. Benodekar R.W., Goddard A.J.H., Gosman A.D. and Issa R.L Numerical Prediction of Turbulent Flow over Surface-Mounted Ribs // AIAA Journal. 1985. - Vol. 23. - No. 3. -P. 359-366.

222. Berezin M.A. Specialized Wind Tunnel and Ground Layer Model // Proc. East European Conf. on Wind Eng. "EECWE'94" 4-8 July 1994 Warsaw-Poland. Part. 1. -Vol. 1 (a-f).- P. 37-41.

223. Bergeles G., Athanassiadis N. Numerical Study of Flow Around a Surface Mounted Prism // Proc. of Symposium on Refined Modeling of Flows-Paris. -1982-Vol. 1. P. 47-58.

224. Bierman D. Herrnstein W.H.Jr. The interference between streets in various combinations // National Advisori Committee for Aeronautics, Tech. Rep. 486. 1933.

225. Bloor S.M. The transition to turbulence in the wake of circular cylinder // J. Fluid Mech. 1964. - Vol. 19. - Pt.2. - P. 290-304.1. W!

226. Boldes U., Colman J., Nadal Mora V. The boundary layer wind tunnel at the faculty of engineering, university of La Plata (Argentina) // Lat. Amer. Appl. Res. 1995. - Vol. 25. -No 2.-P. 75-85.

227. Brauning G., Ernst G., Maule R., Necker P. Hybrid cooling tower Neckarwestheim-2: Cooling Function, Emission, Plume Dispersion // Proc. 7-th Cooling Tower and Spraying Pond Symposium. Leningrad, USSR, May 29 - June 2,1990. - P. A2-1 - A2-9.

228. Brust H., Baetke F. und Gradeldinger W. Untersuchung der aerodynamischen Ubertragungsfunktion fur schlanke, kreiszylindrische Bauwerke im naturlichen Wind am Beispiel Fernsehturms Munchen. Konstruktiver Ingenierbau-Berichte 35/36. - 1981.

229. Buresti G., Lanciotti A. Vortex shedding from smooth and roughened cylinders in cross flow near a plane surface // Aeronautical Quarterly. 1979. — Vol. 33. - Part 1. - P. 305-321.

230. Castro I. P. Relaxing wakes behind surface-mounted obstacles in rough wall boundary layers // J. Fluid Mech. 1979. - Vol. 93.

231. Cermak J.E. Applications of wind tunnels to investigation of wind-engineering problems // AIAA Journal. 1979. - Vol. 17. - No. 7. - P. 679-690.

232. Chamberlain R.R. Unsteady flow phenomena in the near wake of a circular cylinder // AIAA Paper No. 87 0371. 1987. - P. 8.

233. Chiang T.P. and Tony W.H. Sheu. A numerical revisit of backward-facing step flow problem // J. Physics of Fluids. 1999. - Vol. 11.- No. 4. - P. 862-874.

234. Counihan J. Adiabatic atmospheric boundary layers: a review and analysis of data from the period 1880-1972 // J. Atmos. Environ. 1975. - No. 9. - P. 871-905.

235. Crabb. D., Durao. D.F.G. and Whitelaw. J.H. Velocity characteristics in the vicinity of a two dimensional rib // Proc. 4th Brazilian Congress on Mech. Engineering, Brazil, 1977. -P. 415-429.

236. Davenport A.G. How can we simplify and generalize wind loads // J. Wind Engng. Ind. Aerod. 1995. - Vol. 54-55. - P. 657-669.

237. Davenport A.G. The application of statistical concepts to the wind loading of structures // Proc. Inst. Civil Engrs. 1961. - Vol. 19. - P. 449-472.

238. Davenport A.G. The Spectrum of Horizontal Gustiness Near the Ground in High ., , Winds // J. Royal Meteorol. Soc. -1961.- Vol. 87. P. 194-211.

239. Dayoub A. Aerodynamic forces on cylindrical i structure in a wake of another cylindrical structure // Applied Scientific Research. 1982. - Vol. 39. - P. 3-20.

240. Dennis S.C.R., Chang Gan-Zu. Numerical solutions for steady flow past a circular cylinder at Reynolds numbers up to 100 // J. Fluid Mech. — 1970. — Vol. 42. No. 3.

241. Deshow r. Mittlere Geschwindigkeit und Reynoldsscher Spannungstensor Zylinder // Diss. Univ. Karlsruhe. Stronumgsmechanik. Heft 22. - 1977. - 112 p.

242. Detemple E. Zur Phanomenologie Karmansher Wirbelstassen in durch Schall uberlagerter Stromung// Mitteilungen aus dem Max-Planck-Institut fur Stromungsforschung. 1987. - №84. - 75 p.

243. Durst F., Rastogi A.K. Turbulent flow over two-dimensional fences // In: Turbulent Shear Flows 2. Berlin: Springer-Verlag. 1980. - P. 218 - 232.

244. Ellipsoidal cooling tower//Electrical Times.- 1966.-Vol.148.-No. 18.-P. 675.

245. Fage A., Johansen F.C. The structure of vortex streets // R and M 1143, British A.R.S. -1927, Philosoph. Mag. 1928. - Ser. 7. - Vol. 5. - No. 28.

246. Ferrybridge Committee, Report of the Findings of the Committee of Inquiry C.E.G.B. 1966. - Vol. 61. - No. 722. - P. 1087.

247. Final report on cooling tower collopse // Civil Eng. and Public Works Rev. 1966. -Vol.61.-No. 722.-P. 1087-1088.

248. Fornleerg B. A numerical study of steady viscous flow past a circular cylinder // J. FluidMech. 1980.-Vol.98.-Pt.4,-P. 819-855.

249. Gardner N.J. Response of cooling tower to turbulent wind // Proc. Amer. Soc. Civil Engineers. 1969. - ST-10. - P. 2057-2075.

250. Goktun S. The drag and lift characteristics of a cylinder placed mar a plane surface: Thes.-Monterey; Naval Postgraduate School, 1975.

251. Good M.C. and Joubert P.N. The Form Drag of Two-Dimensional Bluff-Plates Immersed in Turbulent Boundary Layers // J. Fluid Mech. 1968. - Vol. 31. - P. 547* 582.

252. Griffin M. Vortex shedding from bluff bodies in a shear flow: a review // Journal of Fluids Engineering. 1985. - Vol. 107. - P. 298-306.

253. Giinter B. Modellversuche zur Windlastbestimmung an Kiihltiirmen in ы Gruppenaufstellung // Energietechnik. 1992. - Vol. 42. - No. 2. - P. 45-48.

254. Натре E. Kuhlttirme // VEB Verlag fur Bauwesen. Berlin, 1975. --78 p.

255. Helliwell N.C. Wind Over London // Proc. of the Third Int. Conf. on Wind Effects on Buildings and Structures, Tokyo, 1971, Saikon, 1972. P. 23-32.

256. Hoerner S.F. Fluid-Dynamic Drag. Practical Information on Aerodynamic Drag and Hydrodynamic Resistance. 1965. - 256 p.tli

257. Hori E. Experiments on flow around a pair of parallel circular cylinders // Proc. 9 Japan National Congress for Applied Mechanics, Tokyo, 1959. P. 231-234.

258. Humphreys J.S. On a circular cylinder in a steady wind at transition Reynolds numbers // J. Fluid Mech. 1960. - Vol. 9. - No. 4. - P. 603 - 612.

259. Jensen M. The model law for phenomena in natural wing // Ingenioren Int. Edition. -1958. Vol. 2. - No. 4. - P. 121-128.

260. Jones G.S., Horvath T.J. Literature review and experimental resultants for a cylinder with perforations and protrusions at high Reynolds numbers // AIAA Paper. 1987. -No. 1388.-24 p.

261. Kapania Rakesh K., Yang T.Y. Time domain random wind response of cooling tower // J. Eng. Mech. -1984. Vol. 110. - No. 10. - P. 1524-1543.

262. Klebanoff P.S., Tidstrom K.D., Sargent L.M. The three-dimensional nayure of boundary-layer instability // J. Fluid Mech. 1962. - Vol. 12. - P. 1-34.

263. Kornilov V.I., Kharitonov A.M. Investigation of the structure of turbulent flows in a streamwise asymmetric corner configuration // Experiments Fluids. 1984. - Vol. 2. - P: 205-212.

264. Kovasznay L. Hot-wire investigation of the wake behind cylinders at low Reynolds V number // Proc. Roy. Soc. A 198. 1949. - P. 174-190.

265. Krzywoblocki M.Z. Vortex streets in incompressible media // Appl. Mech. Rev.- 1953. -Vol. 6. P. 393-397.

266. Kwok K.C.S., Melbourne W. H. Cross-wind response of structures due to displacement dependent lock in excitation // In: Wind Engineering, J.E. Cermak, ed., Pergamon, Oxford. 1980. - Vol. 2.

267. Lamont P.J. Pressure measurements on an ogive-cylinder at separation // AIAA Atmos. Flight Conf. Danvers, Mass. 1980. - P. 1-10.

268. Larousse A., Martinuzzi R., Tropea C. Flow Around Surface-Mounted, Three-Dimensional Obstacles / Turbulent Shear Flows. 1991. - P. 127-139.

269. Logan E. and Phataraphruk P. Mean Flow Downstream of Two-Dimensional Roughness Elements // J. of Fluids Engineering. 1989. -No. 2. - P. 149-153.

270. Masch F.D., Moore W.L. Drag forces in velocity gradient flow. Proceedings of the ASCE // J. of the Hydraulics Division. 1960. - V. 86. - No. 7. - P. 1-11.

271. Maul D.J., Young R.A. Vortex shedding from bluff bodies on a shear flow // J. Fluid Mech. 1953. - V. 60. - Pt.2. - P. 401-409.

272. Morkovin M.V. Flow around a circular cylinder-kaleidoscope of challenging fluid phenomena // Symposium on fully separated flow. ASME, 1964. - P. 102-118.

273. Murakami S., Mochida A. 3-D Numerical simulation of airflow around a cubic model by means of к £ model // J. Wind Eng. and Industrial Aerodynamics. -1988.-V. 31.— P. 283-303.

274. Murakami S., Mochida A., Hayashi Y. Scrutinizing k- s EVM and ASM by means of LES and wind tunnel for flow field around cube // Proc. 8th Symp. on Turb. Shear Flows. Paper 17-1.- Munich. - 1991.

275. Nagib H.M. et. al. On modeling of atmospheric surface layers by the counter-jet technique // Journal AIAA. 1976. - V.14. - P. 185-190.

276. Niemann H.-J., Peters H.L., Zerna W. Naturzugkuhlturm im Wind // Beton und Stahlbetonbau. 1972. - 67 Jahrgang. - Heft 6. - S. 121-129.

277. Nigim H.H. and Cockrell DJ. Effects Caused by Small Discrete Two-dimensional Roughness Elements Immersed in Turbulent Boundary Layers // J. Fluid Mech. 1985. — V. 153.-P. 17-30.

278. Nitsche W. Stromungsmesstechnik. Springer-Verl., 1994. - 200 p.

279. Paterson D.A., Apelt C.J. Simulation of flow past a cube in a turbulent boundary layer // J. of Wind Eng. and Industrial Aerodynamics. 1990. - V. 35. - P. 149-176.

280. Phataraphruk. P., Logan. E. Turbulent pipe flow past a rectangular roughness elements // Proc. ASME-CSME Appl. Mech. Conf., New York, 1979. P. 187-196.

281. Phillips O.M. The intensity of aelion tones // J. Fluid Mech. 1956. - V. 1. - No. 6. -P. 607-624.

282. Pierce F.J., McAllister J.E. Near-Wall Similarity in a Shear-Driven Three-Dimensional Turbulent Boundary Layer // J. ASME. 1983. - Vol. 6.

283. Plate E.J. Engineering meteorology. - Amsterdam, Oxford, New-York. - 1982. - V. 1.-740 p.

284. Preston J. The minimum Reynolds number for a turbulent boundary layer and selection of transition device // J. Fluid Mech. 1956. - V. 3. - No. 4. - P. 373-384.

285. Quadflieg H. Wirbelinduzierte Belastungen eines Zylinderpaares in Inkompressibler Stromung bei grossen Reynoldszahlen // Forsch. Ing. Wes. - 1977. - V. 43. - No. 1. -P. 9-18.

286. Rembler Hanns-Wilhelm. Rauchgasableitung iiber Naturzugkiihltiirme UmriistungsmaBnahmen und Betriebserfahrungen // Energietechnik. 1992. - Vol. 42. -No. 5.-S. 177-181.

287. Richter A., Naudascher E. Fluctuating forces on a rigid circular cylinder in confined flow // J. Fluid Mech. 1976. - V. 78. - Pt 3. - P. 561 - 576.

288. Rockvell D.O., Toda k. Effects of applied acoustic fields on attached jet flows // Trans. ASME. J. of Basic Engineering. 1971.-V. 93.-Ser. D.-No. 1.

289. Roshko A. Experiments on the flow pats a circular cylinder at very high Reynolds number // J. Fluid Mech. 1961. - V. 10. - Pt. 3. - P. 345-356.

290. Sarpkaya T. Vortex induced oscillations a selective review // J. Appl. Mech. - 1979. - V. 46. - No. 2. - P. 241 - 258.

291. Sato H., Saito H. Fine-structure of energy spectra of velocity fluctuations in the transition region of a two-dimensional wake // J. Fluid Mech. —1975. V. 67. - Pt. 3. - P. 539-559.

292. Schilling G. Kiihlturmschlote unter windbelastung. Beitrag zur Bemessung von Hyperbolischen Stahlbeton Kiihltiirmen / Dissertation. - Karlsruhe, 1964.

293. Schofield W.H. and Logan E. Turbulent Shear Flow Over Surface Mounted Obstacles // J. of Fluids Engineering. 1990. - V. 112. - No. 12. - P. 376-385.

294. Sigurdson L.W., Roshko A. The structure and control of a turbulent reattaching flow // ^ ,In: Proc. IUTAM Symposium on turbulence management and relaminarization, 1987,

295. Jan. 19-23, Bangalore, India.

296. Solari G., Repetto M.P. General tendencies and classification of vertical structures under wind loads // J. Wind Engng. Ind. Aerod., accepted.- 2002.

297. Spivak N.M. Vortex frequency and flow pattern in the wake of two parallel cylinders at varied spankings normal to an air stream // J. Aeronaut. Sciences. 1946. — V. 13. - P. 289-297.

298. Standen N.M. A spire array for generating thine turbulent shear layers for natural wind simulation in wind tunnels // Tech. Rept. LTR-LA-94. Ottawa, 1972 - 42 p.

299. Stansby P.K. A numerical study of vortex shedding from one and two circular cylinder // Aeron. Quart. 1981. - V. 32. - No. 1. - P. 48-71.

300. Tam C.K.W. Excitation of instability waves in a two-dimensional shear layer by sound // J. Fluid Mech. 1978. - Vol. 89. - Pt. 2. - P. 357-371.

301. Thom A. The flow past circular cylinder at low speeds // Proc. Roy. Soc., London, Ser. A. 1933. - Vol. 144. - P. 651-666.

302. Thoman D.C., Szewzyk A.A. Time-dependent viscous flow over a circular cylinder // The Physics of Fluids. 1969. - V. 12. - No. 12.

303. Troutt T.R., Scheclke B. and Norman T.R. Organized Structures in a Reattaching Separated Flow Field // J. Fluid Mech. 1984. - Vol. 143. - P. 413-427.

304. Tsutomu K., Toshitsugu N., Masanori Т., Masaaki H., Kouichi M. Vortex shedding characteristics from a stationary circular cylinder in cross flow at supercritical Reynolds numbers // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1999. - V. 65. - No. 635. - P. 26-34.

305. Weigmann K., Heyde K., Rothe F. Hyperbolische Kuhlturme und Kiihlturmgruppen unter Windbelastung // Bauplanung Bautechnik. - 1970. - Bd. 24. - No. 7. - S. 319322.

306. Werner H. and Wengle H. Large-eddy simulation of turbulent flow over and around a cube in a plate channel // Proc. 8 th Symp. on Turbulent Shear Flows-1991. P. 19-43.

307. T 320. Wieselsberger C. Der Widerstand von Zylindern. Ergebnisse der Aerodynamischen Versuchanstalt zu Gottingen. 1923. - Heft 2.

308. Yamanaka G., Adachi Т. The influence of acoustic disturbances upon velocity fluctuations in the shear layer behind a circular cylinder in an air flow // J. Acoust. Soc. Jap. -1971.- Vol. 27. No. 12. - P. 611 -619.

309. Yan Dachun, Li Cengxin. Wind tunnel simulation of wind effects on a set of large-scale cooling towers // Acta. Mech. Sin. 1986. - V. 18. - No. 5. - P. 385-391.

310. Zdravkovich M.M. Aerodynamic of two parallel circular cylinders of finite height at simulated high Reynolds number // J. Wind Eng. and Ind. Aerodyn. 1980. - V. 6. - No. 11.-P. 59-71.

311. Zdravkovich M.M. Flow induced oscillations of two interfering circular cylinders // International Conference of Flow Induced Vibrations in Fluid Engineering. Paper №D2, 1982, Sept. 14-16,.Reading, England.

312. Бардаханов С.П., Козлов B.B., Ларичкин В.В. Влияние акустических возмущений на структуру течения в области торца консольного цилиндра // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1988 - №21, вып. 6. - С. 31-35.

313. Бардаханов СЛ., Ларичкин В.В. Обтекание цилиндров различного удлинения равномерным и сдвиговым потоками // Новосибирск, 1988. (Препринт / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №5-88. - 44 е.).

314. Бардаханов С.П., Ларичкин В.В. Изменение структуры следа за; двумя консольными цилиндрами при акустическом воздействии // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1989. - №7, вып. 6. - С. 58-65.

315. Бардаханов С.П., Ларичкин В.В. Исследование обтекания цилиндра различного удлинения при акустическом воздействии // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1989. - №7, вып. 2. - С. 34-39.

316. Бычков Н.М., Диковская Н.Д., Ларичкин В.В. Взаимодействие поперечно обтекаемого цилиндра с близко расположенным экраном // Изв. СО АН СССР, сер. техн. наук. 1990. - Вып. 1. - С. 57-63.

317. Бычков Н.М., Диковская Н.Д., Ларичкин В.В. Давление на поперечно обтекаемом цилиндре с экраном // Сибирский физико-технический журнал. Наука. -Новосибирск. -1991. - Вып. 1. - С. 72-79.

318. Бычков Н.М., Ларичкин В.В. Давление и пульсации на цилиндре при малых расстояниях до экрана // Новосибирск, 1986. (Отчет по НИР / АН СССР Сиб. отд-ние. Ин-т теорет. и прикл. механики; №1658. — 57 с).

319. Коваленко В.М., Бычков Н.М., Ларичкин B.BJ, Диковская Н.Д. Поперечное обтекание кругового цилиндра, расположенного вблизи пластины // Сб. докл. 1 конференции по механике, Прага, 1987. Т.8. - С.62-65.

320. Коваленко В.М., Ларичкин В.В. Аэродинамические характеристики трехсекционной градирни // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1986. - №10, вып.2.-С. 64-71.

321. Коваленко В.М., Ларичкин В.В. Интерференция двух трехсекционных градирен в условиях однородного потока // Строит, механика и расчет сооружений. 1988. -№4.-С. 45-50.

322. Коваленко В.М., Ларичкин В.В. Экспериментальные исследования интерференции двух трехсекционных градирен и влияние отделки поверхности на их сопротивление // Препринт №32-86. Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1986. -44 с.

323. Ларичкин В.В. К вопросу обоснования эффективности новой технологии удаления дымовых газов на ТЭС // Региональный Семинар «Ноеью технологии и научные разработки в энергетике», 1994, апрель, Новосибирск: Сб. докл. Вып.1. -С. 71-73.

324. ЗАЛ. Ларичкин В.В., Березин М.М. Исследование внешней аэродинамики модернизированной дымовой трубы // Сб. научн. трудов НГТУ. 1997. - № 4. - С. 53-64.

325. Ларичкин В.В., Козлова М.В. Визуализация пристенных течений при дозвуковом обтекании тел различного удлинения // VII Междунар. конф. «Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей»: Труды конф. Новосибирск, 2000.-С. 158-161.

326. Ларичкин В.В:, Козлова М.В. Экспериментальное исследование течения вокруг двумерного препятствия // VIII Междунар. конф. «Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей»: Труды конф. Новосибирск, 2001. - С. 101-103.

327. Ларичкин В.В., Литвиненко М.В., Щербаков В.А. Экспериментальное исследование турбулентного течения вокруг двумерного препятствия в пограничном слое // Теплофизика и аэромеханика. 2002. - Т. 9, №1. - С. 73-85.

328. Ларичкин В.В., Яковенко С.Н. Влияние толщины пограничного слоя на структуру пристенного течения с двумерным выступом // Прикл. механика и техн. физика. 2003. - Т.44, № 3: - С. 76-84.

329. Kozlov V.V., Larichkin К К Visualization of flows near to a wall at subsonic flow past of skew fields of various lengthening // Proc. of the 6-th Asian Symposium on Visualization, 2001,May 27-31, Pusan, Korea. BEXCO.-P. 303-305.

330. Larichkin V. V. Aerodynamic studies of thee-sectional cooling towers // Proc. of the 7th Cooling Tower and Spraying Pond Symposium, 1990, May 29 June 5, Leningrad, USSR. - P. A15.1 - A15.9.

331. Larichkin V.V An aerodynamic study of column-type Headframes // Proc. International Conf. on Methods of Aerophysical Research (ICMAR'98), 1998, June 22 — July 3, Novosibirsk, Russia. Part 3. - P. 177 - 182.

332. Larichkin V.V. Influence of acoustic field over the turbulent wake structure behind cylinders // Proc. of the 5-th EPS Liquid State Conference, 1989, October 16-21, Moscow, USSR. P. 160-163.

333. Larichkin V.V., Bardakhanov S.P. Experimental aerodynamic studies of ground constructions // Proc. of the 1-st International Conference on experimental Fluid Mechanics, 1991, Juni 17-21, Chengdu, China. P. 154-159.

334. Larichkin V. V., Kozlova M.V., Kozlov V.V. Flow picture around of a two-dimensional obstacle, immersed in a turbulent boundary layer // Proc. of the 6-th Asian Symposium. on Visualization, 2001, May 27-31, Pusan, Korea. BEXCO. P. 378-380.

335. Larichkin V.V., Yakovenko S. N. Turbulent Shear Flow Over Surface Mounted Two-Dimensional Obstacle // Proc. of the 1-st Russian Korean International Symposium on Applied Mechanics (RUSKO-AM-2001), 2001, Oct. 2-4, Novosibirsk, Russia. P. 97102.