ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение положения нейтральной точки на заданном теле из "Теория пограничного слоя " Из теории ламинарного пограничного слоя (глава VII) известно, что при обтекании цилиндрического тела кривизна стенки не оказывает суще-СТБ0ННОГО влияния на развитие пограничного слоя, правда, при условии, что радиус кривизны стенки значительно превышает толщину пограничного СЛОЯ. Это объясняется тем, что развитие пограничного слоя на таких телах практически не зависит от воздействия центробежной силы, и поэтому пограничный СЛОЙ развивается на них совершенно так же, как на плоской пластине ПОД воздействием того градиента давления, который имел бы место при невязком обтекании рассматриваемого тела. То же самое относится и к расчету устойчивости ламинарного пограничного слоя с градиентом давления. [c.451] Сильное влияние градиента давления на устойчивость и на нарастание малых возмущений, предсказанное теорией устойчивости, очень хорошо подтверждено экспериментально Г. Б. Шубауэром и Г. К. Скрэмстедом в их работе, упомянутой в 4 главы XVI. На рис. 17.1 изображена осциллограмма пульсаций скорости в пограничном слое на плоской стенке при наличии градиента давления. Верхняя половина рисунка показывает, что падение давления на 10% от динамического давления влечет за собой полное затухание пульсаций. Из нижней же половины рисунка видно, что последующее повышение давления всего на 5% приводит не только к сильному нарастанию колебаний, но и к быстрому переходу ламинарной формы течения в турбулентную (необходимо обратить внимание на то, что две последние строки осциллограммы изображены в уменьшенном масштабе по сравнению с остальными строками). [c.452] Переходу течения из ламинарной формы в турбулентную в ламинарном пограничном слое, оторвавшемся от стенки, посвящены экспериментальные исследования X. Сато и В. Г. Лохтенберга [ ]. [c.452] Для такого внешнего течения, возникающего при обтекании клина вблизи его вершины, профили скоростей имеют вид, изображенный на рис. 9.1. [c.453] Эти профили, вычисленные Д. Р. Хартри, являются точными решениями дифференциальных уравнений пограничного слоя. Величина т представляет собой формпараметр профиля скоростей, а величина Ъп1(т 1) = р есть угол при вершине клина. При тгкС О (повышение давления) профили скоростей имеют точку перегиба, а при /тг О (падение давления) такой точки нет. [c.453] Для ряда профилей скоростей этого однопараметрического семейства И. Преч выполнил расчет устойчивости. Результаты даны в табл. 17.1. [c.453] Из таблицы видно, что критическое число Рейнольдса сильно зависит от формпараметра т. И. Преч в другой своей работе вычислил для тех же профилей скоростей нарастание неустойчивых возмущений. Максимальные значения коэффициента нарастания Р для некоторых профилей скоростей указаны в последней строке таблицы 17.1. Как и следовало ожидать, нарастание возмущений при повышении давления происходит значительно сильнее, чем при падении давления. Еще раньше Г. Шлихтинг выполнил расчет устойчивости для профилей скоростей, получающихся в суживающемся или расширяющемся канале при потенциальном течении 17 х) = = и о — ах (см. 4 главы IX). Полученные результаты также показали, что критическое число Рейнольдса сильно зависит от градиента давления. [c.453] Результаты, изложенные в этом параграфе, будут использованы в следующем параграфе для определения положения нейтральной точки при плоском обтекании произвольного тела. [c.455] Имея результаты, изображенные на рис. 17.2 и 17.3, можно довольна просто определить положение нейтральной точки на заданном теле (при плоском обтекании). При этом в каждом отдельном случае совсем не требуется заново повторять весь утомительный расчет на устойчивость, поскольку все необходимое для такого расчета раз навсегда уже заключено в диаграмме,, изображенной на рис. 17.2. [c.456] Начиная отсюда и дальше вниз по течению пограничный слой неустойчив Именно поэтому точка, определяемая равенством (17.4), и называется нейтральной точкой, Ее положение зависит, конечно, также от числа Рейнольдса тела Uoolh, так как это число влияет на местную толщину пограничного слоя. [c.456] Если на рис. 17.6 ординаты отложить в логарифмическом масштабе, то кривые построенные для различных значений 17можно будет путем перемещения параллельно оси ординат переводить одну в другую, что для графического определения положения нейтральной точки особенно удобно. [c.457] В потенциальном течении. Конечно, большое перемещение точки минимума давления назад возможно осуществить только для некоторой небольшой области углов атаки. Перемещение точки минимума давления назад влечет за собой, как мы уже знаем, уменьшение профильного сопротивления. [c.461] И систематические измерения ламинаризованных профилей были выполнены в американских аэродинамических лабораториях [ ]. [c.462] Профили 0012, 651-012, 661-012—по работе [1], профиль К 2525 — по Дёчу [ ]. и — положение точки перехода для числа Рейнольдса Ре = 3,5-10 . [c.463] Подведем итог всему сказанному в настоящем параграфе. [c.464] Вернуться к основной статье