Номер Кеулегана – Карпентера

редактировать
Безразмерная величина, описывающая относительную важность силы сопротивления и сил инерции для обрывистых объектов в колебательном потоке жидкости
Осеберг A - Волны I.jpg
Осеберг A - Waves II.jpg
Число Кеулегана – Карпентера важно для вычисления волны воздействуют на морские платформы.

В гидродинамике число Кеулегана – Карпентера, также называемое числом периода, является безразмерная величина, описывающая относительную важность сил сопротивления над сил инерции для обрывистых объектов в колеблющемся потоке жидкости. Или аналогично для объектов, которые колеблются в неподвижной жидкости. Для малых чисел Келегана – Карпентера преобладает инерция, тогда как для больших чисел важны силы сопротивления (турбулентность ).

Число Келегана – Карпентера K C определяется как:

KC = VTL, {\ displaystyle K_ {C} = {\ frac {V \, T} {L} },}K_ {C} = {\ frac {V \, T} {L}},

где:

Число Кеулегана – Карпентера названо в честь Гарбиса Х. Кеулегана (1890–1989) и Ллойда Х. Карпентера.

Тесно связанным параметром, также часто используемым для переноса наносов под водными волнами, является параметр смещения δ:

δ = AL, {\ displaystyle \ delta = {\ frac {A} {L}},}\ delta = { \ frac {A} {L}},

где A - амплитуда колебаний жидких частиц в колебательном потоке, а L - характерный диаметр осадочного материала. Для синусоидального движения жидкости, A связано с V и T как A = VT / (2π), и:

K C = 2 π δ. {\ displaystyle K_ {C} = 2 \ pi \, \ delta. \,}K_ {C} = 2 \ pi \, \ delta. \,

Число Кеулегана – Карпентера можно напрямую связать с уравнениями Навье – Стокса, просмотрев характерные масштабы для условий ускорения :

  • конвективное ускорение: (u ⋅ ∇) u ∼ V 2 L, {\ displaystyle (\ mathbf {u} \ cdot \ nabla) \ mathbf {u} \ sim {\ frac {V ^ {2}} {L}},}({\ mathbf {u}} \ cdot \ nabla) {\ mathbf {u}} \ sim {\ frac {V ^ {2}} {L}},
  • локальное ускорение: ∂ u ∂ t ∼ VT. {\ displaystyle {\ frac {\ partial \ mathbf {u}} {\ partial t}} \ sim {\ frac {V} {T}}.}{\ frac {\ partial {\ mathbf {u}}} {\ partial t}} \ sim {\ frac {V} {T}}.

Разделение этих двух шкал ускорения дает число Кеулегана – Карпентера.

Отчасти похожий параметр - число Струхаля, по форме равное обратной величине числа Келегана – Карпентера. Число Струхаля дает частоту образования вихрей , возникающую в результате помещения объекта в устойчивый поток, поэтому оно описывает неустойчивость потока в результате нестабильности потока ниже по потоку от объекта. И наоборот, число Кеулегана – Карпентера связано с частотой колебаний нестационарного потока, в который помещен объект.

См. Также

Примечания

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-25 04:45:27
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте