יום חמישי, 11 בדצמבר 2008

סמינר: הקשר בין מבני הפסים ומערבולות סיכת הראש בזרימות גזירה תת-קריטיות התחומות ע"י קיר

ג'ימי פיליפ

עבודת מחקר לקראת תואר דוקטור
בהנחיית פרופסור יעקב כהן

מטרת המחקר העיקרית היא הבנת התפתחותם של מבנים בסיסיים בזרימות טורבולנטיות: מבני הפסים ומערבולות סיכת הראש, תוך שימוש בשיטות ניסוייות, תיאורטיות ובהדמיות נומריות. שתי זרימות קנוניות נבחנות: זרימת Poiseuille בתעלה מישורית וזרימה בצינור.
מבני הפסים מיוצרים ניסויית בזרימת תעלה מישורית בעזרת הזרקת אוויר דרך חריץ אורכי בתחתית התעלה. ראיית זרימה ומדידות של שדה המהירות (הכוללים שדה ממוצע, רגעי ונתונים המתקבלים משימוש בשיטת נעילת המופע) מבוצעות תוך שימוש במדידי חוט להט ובטכניקת ה-PIV. מבני הפסים גדלים בהתאם לחזוי על פי המנגנון הליניארי של גידול מעבר והמרחק בו מושג הגידול המרבי (Xmax) פרופורציוני למספר ריינולדס ((Re. שיקולים תיאורטיים חדשים חוזים היבטים רבים של מנגנון גידול המעבר תוך שימוש בשני האופנים הפחות יציבים בלבד של זרימה למינרית בתעלה. כפי שנחזה בניסויים, מבני הפסים בהיותם נתונים לאי-יציבות משנית הופכיים לגליים ומאפשרים את גידול של הפרעות מקומיות הנוצרות בשיאי הגלים. הפרעות אלו מתפתחות למערבולות סיכת ראש. הניסויים מראים כי משרעת ההפרעה ההתחלתית (ε) הדרושה ליצירת מערבולת סיכת הראש נתונה ע"י ε ~ Re-3/2. לאחר יצירתן מערבולות אלו ממשיכות להתקיים ונעות במורד התעלה.
תהליך דומה של התפתחות מבני פסים ואי-יציבותם המשנית המובילה להתפתחות של מערבולות סיכת הראש, מתרחש בזרימה בצינור. ראית זרימה ומדידות PIV מדגימות כי במקרה זה ובשונה לקורה בזרימה בתעלה ε ~ Re ומערבולות סיכת הראש דועכות במורד הזרימה. כתוצאה מכך הקשר בין ε ו-Re משתנה כתלות במרחק מורד הזרימה.
לבסוף, התפתחותן של מערבולות סיכת הראש מטופלת תיאורטית באמצעות עקיבה אחר אינטגרל ה-fluid impulse הקשור בהן. ביטויים החוזים את התפתחותה בזמן של הפרעה מקומית לא-ליניארית בזרימות גזירה לא רוטציוניות תואמים תוצאות נומריות המתקבלות בעזרת התוכנה המסחרית Fluent.

ההרצאה תתקיים ביום שני ב' בטבת תשס"ט (29.12.08)
שעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה

אין תגובות: