tailieunhanh - Động lực học chất lỏng tính toán - Chương 8

Tài liệu tham khảo bài giảng Động lực học chất lỏng tính toán trang bị cho sinh viên và học viên cao học những kiến thức vừa cơ bản vừa hiện đại có thể áp dụng cho thực tiễn và tiến hành các nghiên cứu triển khai . Giáo trình này phục vụ cho môn học " Phương pháp số trong hải dương học " - Phần 2 - Chương 8 Những phương trình lớp biên và phương pháp giải | PHẨN 2 CHƯƠNG 8. NHỮNG PHƯƠNG TRÌNH LỚP BIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI R. Grundmann MỞ ĐẨU Mục tiêu của động lực học chất lỏng tính toán là tính toán toàn bộ trường dòng xung quanh một chướng ngại bất kỳ hoặc qua một kênh có hình dạng tùy ý nào. Dòng có thể là không ổn định ba chiểu chịu nén và rối. Tại những tốc độ siêu thanh những vùng dòng phản ứng sự tách ra ion hóa. cũng có thể được xét. Những phương trình mô tả nhiệm vụ này như dẫn xuất trong Phần 1 là phương trình Navier-Stokes phương trình năng lượng những phương trình liên tục bộ phận và toàn cầu và những phương trình mô hình khép kín khác mô tả rốì và những hiệu ứng phản ứng khí. Có thể dễ dàng chỉ ra rằng hiện nay không có máy tính nào có thể cung cấp hoặc bộ nhớ hoặc tốc độ tính toán cần thiết để hoàn tất nhiệm vụ này. Do đó trở lại thực tế ngày nay những phương trình chủ đạo sẽ được đơn giản hóa sao cho các thuộc tính của hệ phương trình còn lại vẫn mô tả được dòng đang xét. Ví dụ khi những số hạng nhớt trong phương trình Navier-Stokes bị bỏ qua ta có phương trình Euler. Chúng có thể sử dụng để xác định những dòng miển xa trong đó sự tương tác với lớp nhớt là không nổi trội. Tuy nhiên một bọt tách ra trên bể mặt cánh không thể được phát hiện mà không cung cấp những tính toán dòng nhớt gần bể mặt vật thể sự tách ra là bài toán của hiệu ứng nhớt. Như đã chỉ ra những kiểu dòng khác nhau có thể xử lý bằng việc khảo sát đặc trưng vật lý chi tiết của chúng và theo cách này thiết lập những phương trình chủ đạo thích hợp bằng cách giảm hợp lý hệ phương trình tổng quát của cơ chất lỏng. Prandtl l đã làm điểu này vào nám 1904 khi xét một lớp mỏng gần tường chắn trong đó ảnh hưởng của độ nhớt thẳng góc với tường là nổi trội. Ông gọi lớp này là lớp biên . Chi tiết quan trọng có ý nghĩa vật lý của loại dòng này là vận tốc dòng chính tiến tới 0 khi tiếp cận tường chắn. Gradient của thành phần vận tốc này trong hướng thẳng góc với bể mặt là lớn so với gradient của thành phần này trong hướng xuôi chiểu. 155 Cách nhìn .