1. Różnica pomiędzy przepływem laminarnym, a turbulentnym? Doświadczenie Reynolds'a: [Rys1) zbiornik i wychodzące z niego rura, do której jest wprowadzany barwnik] Rys.1a) dla powolnego przepływu - barwnik transportowany w postaci nitki [(Wyk.a) u(t) -laminarny, γ=0]; Rys.b) ze zwiększeniem nat. przepływu - pojawiają się zaburzenia [(Wykr.b) u(t) -przejściowy, 0<γ<1]; Rys.c) mocniej odkręcamy zawór - barwnik transportowany w postaci chmury [(Wyk.c) u(t) -turbulentny, γ=1]; Znalazł on l. Re=u*d /υ, gdzie u*d -czynnik charakt. siły bezwładności, υ -siły lepkości. Jeżeli siły bezwładności są małe, to siły lepkości trzymają barwnik w stałej strukturze (laminarny), Re≈2300 p-kt krytyczny, traci stabilność i powstają zaburzenia. 2. Skale Kołmogorowa. Mając parametry ε, υ możemy określić 3 skale: *skale długości najmniejszych wirów: η=(υ³/ε)^1/4; *skala czasu: τ=(υ/ε)^1/2; *skala prędkości: V=(υ*ε)^1/4; Te trzy skale charakteryzują najmniejsze wiry; L. Re na poziomie najmniejszych wirów: Re_η=V*η/υ; 3. Podać strukturę turb. warstwy przyściennej? [(Rys.3) idąc od ścianki: I - podwarstwa lepka, II - strefa przejściowa, III - w pełni rozwinięta strefa turbulentna, IV - obszar śladu]; 4. Porównać lam. i turb. w. przyścienną? (Rys.4, L-T przejście laminarno- turb. [zmiana struktury w.p.]); 5. Profil pr. w lam. i turb. warstwie przyściennej? τ_lam<τ_turb, bo τ=μ*∂u_x/∂y, naprężenia zależą od grad prędk. przy ściance; Re_lam<Re_turb; [Rys.5, y/δ(u/u_max)]; 6. Modelowanie turbulencji? r.z.il.r. ρ*du /dt= ρf- gradp+μΔu- ρdivR; R= u*u'=[mac. 3x3]- tens.napr.turb. (tens. Re); r.z.m. divu=0; R_ij=−²/₃kE_ij+ υ_t[∂u_i/∂x_j+∂u_j/∂x_i], k- Ek turb., k=¹/₂U_iU_j, υ_t- lepk. turb.; 7. Przykłady modeli turbulencji? *zerorównaniowe- υ_t jest opisane r-niem algebraicznym, np. mod. Boldwin- Lomax; * półrówn.- dodatkowe r-nie różniczkowe zwyczajne; *jednorówn.- 1 lub 2 r-nia różn. cząstkowe, np. model Spalart- Almaras (np. profile aerodynamiczne- wirnik helikopt.); *dwurów.- 1 lub 2 r-nia różn. cząstkowe, np. model k−ε, np. Launder- Spalding, k- Ek turbul., ε- intensywność dysypacji Ek;

8. Współ. intermitencji, stopień turbulencji? W. int. γ (Rys.1ABC)- prz. lamin. γ=0; prz. przejściowy 0<γ<1, pojawiają sie fluktuacje γ=t_t/t_c; prz. turb. γ=1; Stop. turb. ε- ε =√{1/3[(u'_x)² +(u'_y)² +(u'_z)²]} / |u|, im fluktuacja > tym ε >; Re zaproponował dekompozycję u=u+u'; 9. Fala zagęszczeniowa i rozrzedzeniowa? Np. w tłoku. Pchamy tłok => czynnik się zagęszcza, cofamy tłok => czynnik sie rozrzedza. (Rys.9A i 9B); 10. W jakich war. powst. fala uderzeniowa? Fala uderz. powstaje w gazach, po przekroczeniu pr. dzwięku. a=√(k*^p/_ρ)= √(kRT), gdzie k- wykł. adiabaty, dla pow. k=1,4, R- indywidualna stała gazowa, T- temp.; Im ↑ T, tym ↑ E_k molekuł w gazie, ↑ prędk. rozchodzenia sie zaburzeń, ↑ pr. dźwięku; Przed i za falą różne: u, ρ, p, T; 11. Rożnica kszt. fali uderz. w opływ. naddźw. ciała ostrego i tępego. C. tępe- np. prom kosm., (rys) fala uderz. odsunięta przed ciał. Nie ma bezpośred. tarcia i jest mniejsza temp. która dodatk. rozkł. się na większ. pow., wykorzyst. przy wyższ. pr.. naddź.; C. ostre- np. samolot, (rys) duże tarcie na czubku i wys. T., wykorzyst. przy niższ. pr. naddź; 12. Jaką można uzysk. max prędk. przepł. w war. atm.- C_B- stała Bernoull. C_B=CpT+ u²/2, dla T=0 → C_B=U_max²/2; max można uzysk. prędk. U_max= √(2C_B)= √(2CpTo), powyż. tej prędk. nie jesteśmy w stanie przysp. przepł. Można przysp. tylko poprzez zastos. kanału zbież.-rozbież.; 13. Przykł. konstr. wykorzyst. zmiany param. na fali uderzen- Siln. lotnicze typu Ramjet, Scramjet. W uproszcz. jest to specjaln. ukształtow. rura, w której wyst. przepł. naddźwięk. i powst. fale udzerzn., na których sprężane jest powiet. Zastępuje to konwencjonalne sprężarki. Silniki takie dział. tylko powyż. prędk. dźwięku. (rys); 14. DNS, LES, RANS- DNS (Direct Numerical Simulation)- bezpośr. rozwiązanie r-nań N-S; LES (Large Eddy Simul.)- symul. dużych wirów; RANS (Reynolds Averaged N-S)- uśrednienia typu Re;

---