Л.Г. Лойцянский - Из моих воспоминаний записки профессора-политехника (1124032), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Специально для английского издания Ю. П. Головачевым и С. Б. Колешко была написана глава о численных методах решения уравнений гидрогвзодинамики. (Прим. ред.) л, г. лойцянский Иэ мои» воспоминаний ЛПС. Таблицы численных решений универсального уравнения в первых двух приближениях можно найти как в ряде оригинальных работ, так и в учебнике. Второй этап МОП содержит решение отдельных частных задач.
Он заключается в интегрировании линейного обыкновенного дифференциального уравнения первого порядка, в достаточном приближении заменяемого квадратурой. Нулевое приближение МОП соответствует методу Кочина-Лойцянского,первое — методу Хоуарта. Второе приближение не имеет предшественника. Оно оказалось почти совпадающим с точным численным решением Р. М. Террилла для ЛПС на круговом цилиндре в безвихревом потоке идеальной несжимаемой жидкости. Это служит указанием большой точности второго приближения, хотя дать строгое доказательство сходимости приближений и оценку их точности не удалось.
Известный немецкий ученый Г. Шлихтинг, автор капитального труда по теории пограничного слоя, предполагал поместить в последнем издании своей монографии изложение моего метода, однако успел сделать лишь ссылку на второе приближение МОП. Это было вызвано внезапной его болезнью и скоропостижной кончиной. Метод получил широкое распространение в советской и зарубежной печати. Югославский ученый В. Н.
Сальников посвятил несколько статей различным аспектам МОП и применению его к температурному пограничному слою. Его ученица С. Костич расширила метод в сторону продольного обтекания тел вращения. Канадский ученый Я. Чанг применил МОП к пограничному слою на проницаемой поверхности. Первое применение МОП к задачам ЛПС при больших скоростях газа в наиболее упрощенном, локальном по параметру сжимаемости приближении было выполнено болгарским ученым — стажером кафедры гидроазродинамики ЛПИ Василем Любеновым. Более полное и разностороннее решение задач ЛПС в газовых потоках больших скоростей составило содержание нескольких статей аспиранта кафедры С, М.
Капустянского, который по точности результатов расчета далеко превзошел американские исследования К. Коэна и Э. Решетко. Этим вопросом занимались также В. Н, Сальников и 3, Боричич (Югославия). Отметим, что МОП получил применение не только для ЛПС. Метод был использован для ряда других задач динамики вязкой жидкости: движения Научная и педагогическая деятельность 1 27 а послевоенное время по тонким трубам переменного сечения (Б. И. Смирнов, Л.
Г. Степанянц), гидродинамической теории смазки при больших числах Рейнольдса (Т. И. Смага, Б. И. Смирнов, Л. Г. Степанянц),теплообмена при пленочном течении жидкости (О. П. Котельников и Л. Г. Степанянц). Успех МОП в приложении к ЛПС вызвал естественное желание использовать этот метод для турбулентного пограничного слоя (ТПС). К тому времени — семидесятым и началу восьмидесятых годов — появились методы расчета ТПС, основанные на интегрировании известного уравнения переноса импульса Рейнольдса (Т.
Цебеци и А. М. Смит — за рубежом, Ю.В.Лапин и М. Х. Стрелец — у нас в Союзе). После «замыкания» этого уравнения при помощи модернизированных полузмпирических соотношений Прандтля (для внутренней, непосредственно пристенной подобласти) и Клаузера (для внешней, граничащей с внешним по отношению к ТПС потоком подобласти) никаких, сколько-нибудь принципиальных, трудностей не предполагалось. В отличие от ЛПС, здесь нельзя было ограничиться вертикальным разделением области ТПС на внутреннюю и внешнюю подобласти, а нужно было ввести дополнительно горизонтальное деление ТПС на безотрывные и пред- отрывные участки, причем в последних использовать переменные Стрзтфорда.
К началу восьмидесятых годов мною была в деталях разработана теоретическая часть этой, оказавшейся далеко не простой, проблемы. Все особенности МОП, перечисленные раньше для случая ЛПС, повторились. Интегрирование обыкновенных дифференциальных уравнений, полученных аффинным преобразованием из уравнения Рейнольдса, также разбились на два этапа: первый универсальный, одинаковый для разных ТПС, и второй— для данного конкретного задания.
Однако, в отличие от случая ЛПС, численное решение универсального уравнения для внешней подобласти оказалось столь сложным, что и до сих пор продолжает занимать внимание специалистов по вычислительной технике. Причиной этого явилось очень сложное переплетение внутренних параметров МОП» с внешними параметрами ТПС (коэффициентом местного трения, числом Рейнольдса и «форм-параметром», определяемым отношением условных толщин пограничного слоя).
В связи с этим законченная теоретическая часть статьи «Применение МОП к расчету ТПС» нуждается в продолжении работы вычислителя. Более простым с вычислительной стороны оказалось применение МОП к расчету первого этапа автономной задачи о ТПС во внутренней подобласти безотрывного 128 л. г. лойцянский Из монк воспоминаний участка. Закончен численный расчет с помощью МОП турбулентного пограничного слоя на продольно обтекаемой пластине, показавший большую перспективность МОП для расчетов ТПС. Большой интерес представляет направление работ моего ученика В.В.Зябрикоеа.
Он, путем обработки экспериментальных данных, установил много новых эмпирических закономерностей, которые проясняют сложные процессы в ТПС и существенно помогают их теоретическому осмысливанию. В начале восьмидесятых годов я занялся принципиальным вопросом о применимости основоположного допущения Буссинеска к движению с крупномасштабной турбулентностью. И. О.
Хинце, несколько произвольно трансформируя уравнение Рейнольдса переноса касательного турбулентного напряжения трения, установил уравнения движения потока с крупномасштабной турбулентностью, на зависящие от гипотезы Буссинеска и учитывающие эффект наследственности. Идею Хинце развил в своей диссертации его ученик Бейлтьес.
й дал работам Хинце и Бейлтьеса свою интерпретацию, где подтвердил аналогию между движениями жидкости с крупномасштабной турбулентностью и не- ньютоновской «жидкостью Максвелла». Численное подтверждение гипотезы Хинце опубликовано в статье В. В. Зябрикова.
ВЗАИМОСВЯЗЬ С ОТЕЧЕСТВЕННЫМИ И ЗАРУБЕЖНЫМИ УЧЕНЫМИ Для становления ученого исключительное значение имеет его общение с отечественными и зарубежными коллегами. Это позволяет постоянно быть в курсе научных идей и следить за их развитием. Без этого невозможно заниматься творческой научной деятельностью. Советские ученые, эа немногими исключениями, после Октябрьской революции и примерно до середины пятидесятых годов были лишены нормального общения с мировой наукой. Пресловутый «железный занавес» отделил наших ученых от их зарубежных собратьев.
Скудна была и литературная информация. Даже в библиотеках крупных вузов и ИИИ недоставало наиболее важных зарубежных научных журналов, не говоря о монографиЯх. упомянутая мною заграничная командировка такого выдающегося ученого, каким был А. А. фридман, осенью 1924 года была большой редкостью. Взаимосвязь с отечественными и зарубежными 1 29 учеными Информация внутри страны, е пределах, допущенных тесными рамками секретности, существовала.
Регулярно проводились Всесоюзные съезды, конференции и симпозиумы по отдельным научным вопросам. Способствовало этому создание в 1955 — 1956 годах, Национальных комитетов по отдельным отраслям наук. В органиэации в! 956 году в Москве Национального комитета СССР по теоретической и прикладной механике я принял активное участие и много лет состоял членом его президиума. Комитет обсуждал программы съездов, отбирал доклады. Мое постоянное участие в оргкомитетах съездов сблизило меня с академиком Леонидом Ивановичем Седовым, который возглавлял на сьездах секцию механики жидкости и газа. Этому способствовали также совместные с ним и с будущим директором Института механики Московского университета академиком Горимиром Горимировичем Черным командировки на конференции в другие страны. С этими двумя выдающимися учеными, а также с будущим Президентом АН СССР академиком Мстиславом Всеволодовичем Келдышем у меня установились дружеские отношения.
Интересной была длительная поездка в КНР осенью 1956 года в помощь реорганизации китайских вузов. Делегация была представительной. В нее входили ректоры и заведующие кафедрами ведущих советских вузов во главе с заведующим кафедрой авиационных двигателей Московского авиационного института. От Ленинградского политехнического института в делегацию вошли ректор института, член-корреспондент АН СССР В.
С. Смирнов, заведующий кафедрой теоретической механики Г. Ю. Джанелидзе и я. Делегация посетила университет и авиационный институт в Пекине, а также различные по профилю вузы и втуэы Нанкина, Шанхая, Аньшаня и старой столицы Китая — Сиани. Мы побывали также в европеизированном английской оккупацией Тяньцзине, в замечательном своим климатом и ландшафтом городе Ханчжоу, о котором китайская пословица говорит: «Рай на небе, Ханчжоу — на земле». Мы помогали обновлению учебных планов и программ высших учебных заведений Китая, читали лекции научного и методического содержания, а самым главным было дружеское сближение с преподавателями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
