Спосіб зменшення турбулентності пристінної течії та пристрій для його здійснення

1. Спосіб зменшення турбулентності пристінної течії, який полягає в тому, що турбулентний граничний шар (ТГШ) детурбулізують дією на його течію системою стаціонарних вихорів (СВ), зменшують виникнення турбулентності, її масштаб та інтенсивність, ламінують течію в СВ та підтримують стійкість СВ дією на течію СВ силами в'язкості у всьому об'ємі СВ, а систему СВ генерують набігаючим потоком в формі ряду, розміщених один за одним ланцюгів, складених із відокремлених один від одного дискретних СВ, а всі ланцюги дискретних СВ генерують в вихрових канавках (ВК) нижче твірної поверхні, що обтікається, перпендикулярно до набігаючого потоку, який відрізняється тим, що торцеві поверхні ВК виконують двоякоопуклими, тороподібними, зменшують амплітуду прецесії центрів дискретних СВ та градієнти конфузорно-дифузорних переходів в їх течії, відбирають із дискретних СВ енергію нестаціонарних пульсацій ТГШ, крім цього, додатково подрібнюють та подавляють турбулентні вихроутворення в області вхідного отвору ВК, генерують дрібномасштабні поздовжні вихрові шнури передніми кромками ВК, зменшують генерацію турбулентних структур на ділянках поверхні між ланцюгами дискретних СВ, подрібнюють та подавляють турбулентні структури над всією ділянкою поверхні, що обтікається, в області буферної зони ТГШ, руйнують та подрібнюють великі вихрові структури в області турбулентного ядра ТГШ.

2.Пристрій для зменшення турбулентності пристінної течії, який складається з поверхні, що обтікається потоком , разом з шаром тіла під нею, причому в шарі тіла виконані вихрові канавки (ВК), розміщені перпендикулярно до напрямку набігаючого потоку, відокремлені одна від одної розподільними перегородками, зовнішні поверхні яких співпадають з твірною поверхні, що обтікається, а самі ВК розділені на камери однакової ширини відсічними перегородками, орієнтованими вздовж потоку, який відрізняється тим, що частина поверхні камер, яка знаходиться між відсічними перегородками, виконана в формі тороїдальної поверхні, яка визначається двома радіусами, один з яких R0 визначає максимальний діаметр камери – D0 відносно центральної поздовжньої осі ВК

D0 = 2R0,

а другий r - радіус кривизни тороїдальної поверхні між відсічними перегородками, при цьому центральні поздовжні осі ВК розташовані нижче поверхні, що обтікається, а співвідношення між радіусом R0 та шириною камери (відстанню між відсічними перегородками) – Lk визначається залежністю

а співвідношення між радіусом r та шириною камери  визначається як

r = / 2,

а шар тіла під поверхнею, що обтікається, в якому виконані ВК, має товщину, як мінімум, рівну максимальному діаметру камер і виконаний із системи перфорованих пластинок, встановлених вздовж набігаючого потоку перпендикулярно до поверхні, що обтікається, на відстані одна від одної, так що задовольняються нерівності:

,

,

0,1 < S / (S + h) < 0,6 ,

де VCB - швидкість на тороподібній частині поверхні дискретного СВ,

h - відстань між сусідніми пластинками,

v- коефіцієнт кінематичної в'язкості рідини чи газу,

S - товщина пластин,

крім цього, тороподібна поверхня камер виконана із торців перфорованих пластинок, зовнішні поверхні розподільних перегородок виконані ребристими з ребрами, наприклад трикутної форми в поперечному перерізі, орієнтованими вздовж набігаючого потоку, висота ребер h визначається нерівністю

, де

 - динамічна швидкість, у всій області вхідного отвору в ВК розміщують систему циліндрів, а над всією ділянкою поверхні, що обтікається, в межах буферної зони ТГШ, розміщують ще одну систему циліндрів, причому кожна з цих систем складається щонайменше з одного ряду циліндрів орієнтованих вздовж потоку, поперечний розмір кожного циліндра повинен задовольняти нерівність:

,

де V - швидкість течії, що обтікає циліндр;

d - поперечний розмір циліндрів, а відстань lc між сусідніми циліндрами ряду повинна задовольняти нерівність:

, де

загальна площа проекції циліндрів одного ряду кожної із цих систем відповідно на площину вхідного отвору в ВК й  на поверхню, що обтікається, повинна становити 30 % - 50 % площ кожної з цих поверхонь, а в області турбулентного ядра над поверхнею встановлюють перпендикулярно до набігаючого потоку розбивачі великих вихрових структур, які в поперечному перерізі виконані в формі несиметричного аеродинамічного профілю, бокові поверхні розбивачів вкриті ребрами, орієнтованими вздовж потоку, із формою та висотою як і ребра на зовнішніх поверхнях розподільних перегородок.