Abstract
The velocity field calculation method is based on the use of two special cases of the Newtonian fluid motion equations, not including the Navier-Stokes equations. Two shear stress calculation methods are considered. The first method is the differentiation of the velocity field equation, and the second one requires the solution of the first-order differential equation. The second method provides the distribution of shear stresses for any continuous medium, including the Newtonian fluid.Calculation equations for a laminar flow in a round pipe are found. It is shown that a parabolic velocity distribution along the radius is a special case of a more general equation.The factors affecting the shear stresses for the three flow models are found. Stresses are determined by the linear velocity gradients in the laminar flow. In the 3D vortex, they can be found by various equations, which include vorticity. Total stresses for the averaged turbulent flow are calculated by summing the previously found stresses.The equations of the method are incomplete and may be used for the accurate solution of simple problems.
Highlights
Метод расчета поля скорости основан на использовании уравнений движения ньютоновской жидкости, полученных с помощью классического уравнения сплошной среды в напряжениях
Среди большого количества текучих сред наибольшее значение для практики имеет ньютоновская жидкость, в которой касательные напряжения пропорциональны градиенту скорости τ = μ ⋅ grad u [1,2,3,4]
А. Бударин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий
Summary
Умение рассчитать касательные напряжения и поля скоростей для различных режимов течения с учетом их геометрии позволяет расширить область использования теоретических методов расчета. Реализация этого подхода в настоящее время затруднена в связи с отсутствием замкнутой системы уравнений для любого режима течения. Касательные напряжения, которые характеризуют силы вязкого трения, занимают важное место в результатах расчета любого механического процесса, характеризуя затраченную мощность [1, 2, 4]. Их корректный учет позволяет теоретически рассчитать эффект диссипации механической энергии и означает переход от расчета идеализированного течения (без учета влияния вязкого трения) к расчету движения реального потока. Недостатком этого метода расчета является неустойчивость решений, особенно для новых задач. Незначительное количество точных решений только для одного режима течения и проблемы использования численных методов требуют разработки новых методов расчета
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
