ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Разрушение вихрей, сходящих с передней кромки из "Отрывные течения Том 2 " Соотношение между скоростью в точке отрыва и максимальной скоростью 110]. д исходный профиль без закрылка о исходный профиль с отклоненным закрылком профиль с отклоненным носком без закрылка профиль с отклоненным носком и отклоненным занрыяком. [c.207] Разрушение вызывается положительным градиентом давления, приводящим жидкость с малой энергией в состояние покоя. Его можно предотвратить путем отсасывания жидкости в сечении непосредственно за началом разрушения, как и в случае отрыва потока. Аналогия между разрушением вихрей и прямым скачком уплотнения при сверхзвуковых скоростях почти отсутствует, ао оба случая связаны с неустойчивостью при замедлении потока, обусловленном внезапным ростом давления. [c.208] Так как разрушение вихрей на крыле приводит к уменьшению местного разрежения на его поверхности и к изменению положения отрыва пограничного слоя под вихрем, это явление требует более глубокого исследования. [c.208] Краткое описание этого явления приводится в книге [16], а также в работе [14]. [c.208] Ранее это явление исследовалось экспериментально в водяных трубах или в аэродинамических трубах малых скоростей [11, 17-33]. [c.208] Теоретические исследования выполнены в работах [34—37, 39]. [c.208] Из этих многочисленных экспериментальных и теоретических работ следует, однако, что явление разрушения вихрей, сходящих с передней кромки, пока еще окончательно не понято. Были проведены качественные исследования, чтобы понять поведение потока и найти надлежащую основу для теоретических расчетов установившегося и неустановившегося разрушения. В водяной трубе исследовалось, каким образом сильно развитое турбулентное течение, возникающее при отрыве потока с острой передней кромки нестреловидного крыла, переходит в течение с устойчивыми вихревыми образованиями на крыле с большой стреловидностью. Кроме того, изучалась структура вихря, измерялись составляющие скорости, давление и уровень шума, а также определялось положение ядра вихря. [c.208] При аппроксимации вихревой пелены парой дискретных вихрей теоретический расчет потока оказывается довольно простым 34—36, однако результаты расчетов плохо согласуются с экспериментальными данными. Теория крыла малого удлинения Манг-лера и Смита наиболее полно отражает особенности, обнаруженные экспериментально. [c.208] Разрушение вихрей, сходяпщх с передней кромки треугольного крыла, происходит следующим образом [15]. Рассмотрим треугольное крыло в дозвуковом потоке (фиг. 6). [c.209] Скорость воды в трубе 5 см/с. [c.210] У вершины. Величина полного давления на оси очень мала вследствие уменьшения окружной составляющей скорости, обусловленной вязкой диффузией в узком внутреннем ядре. Геометрическая форма оси вихря на крыле близка к прямой линии, расположенной под некоторым углом к внешнему потоку, однако при приближении к задней кромке ось вихря искривляется, стремясь совпасть с направлением набегающего потока. [c.210] В общем случае, если восстановление давления, вызванное задней кромкой, оказывается недостаточным для торможения течения вдоль оси вихря, последний не разрушается на поверхности тела, но может разрушиться в следе в процессе дальнейшего роста давления вдоль оси, обусловленного диффузией завихренности. Хотя в потоке, окружающем вихрь, давление растет постепенно, внезапное замедление непосредственно перед разрушением связано с резким ростом давления вдоль линии тока вблизи оси. [c.211] При определенных условиях в зависимости от отношения окружной и осевой составляющих скорости возможно внезапное расширение вихря, которое сопровождается ростом давления, вызывающим торможение течения вдоль оси. Положение точки, в которой начинается разрушение, можно определить из рассмотрения баланса между различными независимыми факторами, связанными с геометрией тепа. Это положение чувствительно к градиенту давления вдоль вихря. Когда разрушение происходит выше но потоку от задней кромки, его положение зависит от комбинации угла атаки и стреловидности передней кромки, но практически не зависит от числа Рейнольдса. В условиях, благоприятных для возникновения разрушения, его окончательное положение может быть определено расстоянием, на которое проникает жидкость из области турбулентного течения, образовавшейся ниже разрушения, вверх по течению вдоль оси вихря. [c.211] Кроме того, наблюдения показывают, что при малых числах Рейнольдса существует область периодического течения между областями замедления осевого течения и турбулентного разрушения вихрен и вихревая нить совершает периодическое вращательное движение. Возможно осесимметричное расширение вихря около точки торможения осевого потока, но поскольку осесимметричная конфигурация неустойчива, имеется сильная тенденция к сворачиванию вихря в спираль. Следовательно, спиральная конфигурация является вторичным свойством процесса разрушения [14, 15]. [c.211] Исследования обтекания колеблющегося треугольного крыла с углом положительной стреловидности передней кромки 80°, проведенные в водяной трубе [40], показали, что существует значительная разница в положении вихрей при установившемся и неустановившемся течениях (фиг. 8). [c.211] 8 Положение вихря, сходящего с передней кромки треугольного крыла (ось тангажа расположена на расстоянии 0,625 Q от вершины) (14]. [c.212] Вернуться к основной статье