Завихренность за ударной волной

Обтекание тела сверхзвуковым потоком с отошедшей ударной волной по-прежнему представляет собой одну из важнейших научно-прикладных проблем аэродинамики. Ее исследование в рамках традиционного подхода, использующего теорию потенциальных трансзвуковых течений, оказалось невозможным из-за существенной завихренности потока. Это обстоятельство четко проявилось, когда О. М. Белоцерковским было получено численное решение задачи обтекания тела с отошедшей ударной волной возникла дискуссия об устройстве области влияния смешанного течения за ударной волной, так как при вычислениях были получены качественные результаты, не объясняемые потенциальной теорией. Дальнейший анализ с учетом завихренности потока привел фактически к появлению нового раздела трансзвуковой аэродинамики — вихревых течений. В этом разделе большое внимание уделено также вопросам существования и свойствам вторичных скачков уплотнения. [c.8]

Приведенная выше схема правильного или нормального отражения (см. рис. ПО) на практике не осуществляется, если интенсивность падающей волны слишком сильна или угол р велик. В этих случаях, как показывают эксперименты, образуется волна ОЯ, которая встречает падающую волну 03 не на границе, а в некоторой точке над ней (рис. 111). От этой точки к границе идет прямая ударная волна ООу. Состояние газа за отраженной волной далеко от границы определяется последовательным прохождением волн 08 и ОЯ. Вблизи границы газ проходит только одну головную волну ООу. Такое отражение называется неправильным, или маховским, отражением. Из граничного условия и непрерывности давления следует, что в областях за ударными волнами 00 и ОЯ давление газа одинаково, а скорости имеют одинаковое направление, по величине же они так же, как плотность, различны. Эти условия будут выполнены, если допустить существование линии контактного разрыва ОК между указанными выше областями газа (см. рис. 111). Такое допущение находится в согласии с наблюдениями. В окрестности контактной поверхности ОК течение газа завихренное. Как было отмечено выше, маховское отражение наблюдается при больших значениях числа М или угла р. С другой стороны, при указанных значениях этих чисел по формуле (1.20) мы получим комплексные значения угла ш. Отсюда следует вывод маховское отражение [c.443]

Известно, что затупленную поверхность можно считать оптимальной с точки зрения теплообмена, однако при этом затупленный носок испытывает наиболее интенсивное тепловое воздействие. В связи с этим здесь отражены вопросы, связанные с определением теплового (конвективного и радиационного) потока к затупленным носовым частям тел различной конфигурации (сферический носок, плоский торец). Приведены примеры расчета, в которых дана оценка влияния завихренности потока за криволинейной ударной волной на теплопередачу. Кроме того, ряд вопросов и задач посвящен расчету равновесной температуры поверхности летательных аппаратов в различных газодинамических условиях, в том числе и с учетом влияния диффузии в пограничном слое. [c.670]

Решение задач 12.20 и 12.21 не предусматривает учета влияния завихренности потока за криволинейной ударной волной на теплопередачу. Однако такое влияние имеется и возрастает по мере увеличения скорости движения летательного аппарата. Определите по условию задачи 12.20 эффект этого влияния на удельный тепловой поток в точке полного торможения сферического носка. [c.673]

Следует отметить интересную простую формулу, определяющую завихренность за фронтом ударной волны в случае, когда поток перед волной является равномерным для установившегося течения эта формула имеет следующий вид ) [c.177]

Плоские и осесимметричные стационарные течения. Функция тока. Естественная система координат. Физический смысл функции тока. Теорема Крокко о вихрях. Образование завихренности в потоке сжимаемого газа за счет ударных волн переменной интенсивности. Потенциальные течения, уравнение для потенциала. Переменные годографа. Уравнение Чаплыгина. [c.124]

Таким образом, если в однородном потоке имеется криволинейная ударная волна, то за ней энтропия изменяется от одной линии тока к другой (а величина на ударной волне непрерывна), т.е. поток за такой ударной волной является завихренным. [c.128]

Поскольку изменение энтропии в ударной волне однозначно выражается через р /р2-, из (20.18) вытекает, что за криволинейной ударной волной в однородном потоке энтропия будет различной на разных линиях тока. Это — основной источник завихренности в сверхзвуковых потоках. [c.157]

В заключение отметим, что все результаты 3, 4 без всяких изменений переносятся на сверхзвуковые подобласти М-области смешанного до- и сверхзвукового течения в соплах Лаваля (см. рис. 1.21, заштрихованы), кроме того, они могут быть перенесены на сверхзвуковую подобласть (примыкающую к телу) М-области смешанного течения за отошедшей ударной волной (см. рис. 2.9, заштриховано) — при рассмотрении этого течения в рамках потенциальной теории, т. е. при приближенном (асимптотическом) анализе при М о — без учета завихренности, [c.180]

Прежде всего рассмотрим завихренность потока за произвольным сильным скачком уплотнения. Пусть в некоторой точке М поверхности ударной волны главные кривизны есть Ка и Кь (индексы а тл Ь обозначают главные направления). Обозначим проекции скорости в точке М на главные направления через и у. Очевидно, эти составляющие скорости не терпят разрыва при переходе через фронт ударной волны. Нормальную составляющую скорости набегающего потока к поверхности волны обозначим через Рассмотрим некоторую другую точку поверхности волны, расположенную вблизи точки М и имеющую координаты 8хд, по главным направлениям. Компоненты скорости Ид, в новой точке будут отличаться от значений их [c.421]

Так как в ударных волнах изменения скорости и температуры в основном происходят в направлении нормали к волне (а, значит, в большинстве случаев, в направлении, близком к направлению невозмущенного потока), а в пограничном слое основные изменения происходят поперек потока, то, очевидно, что в области взаимодействия пограничного слоя и ударных волн методы и результаты теории пограничного слоя неприменимы. Этот же вывод верен и в тех случаях, когда за сильными ударными волнами возникает область интенсивного завихрения. Таким образом, при течении сжимаемого газа с большими скоростями в ряде случаев, в отличие от течения несжимаемой жидкости, нельзя считать, что течения в пограничном слое и во внешнем потоке независимы и, пользуясь предположениями теории пограничного слоя, следует в конкретных задачах оценивать область возможного применения изложенной теории. В ряде задач течения в области пограничного слоя и во внешнем потоке должны рассматриваться совместно. Отметим, наконец, что в зависимости от значения числа Рейнольдса и других условий течение внутри пограничного слоя будет ламинарным или турбулентным. В последующем изложении будут рассмотрены оба эти случая. [c.493]

Другая, исследуемая нами задача, касается влияния затупления передней кромки на поведение пограничного слоя сравнительно далеко вниз по потоку от передней кромки. Выражение сравнительно далеко вниз по потоку мы понимаем в том смысле, что эффекты, которых мы будем касаться в этой главе, существенны в области, которая лежит за пределами окрестности критической точки, с которой связаны задачи и методы гл. 4. В частности, мы рассмотрим влияние, которое оказывает завихренность во внешнем по отношению к пограничному слою течении на пограничный слой. Завихренность тесно связана с искривлением головной ударной волны, которое становится заметным, когда значительно затуплена передняя кромка. Будут указаны значения газодинамических параметров, ограничивающих области течения, в которых проявляются указанные эффекты. [c.196]

Из-за того что головная ударная волна искривлена даже при отсутствии затупления передней кромки, во внешнем течении между скачком и пограничным слоем в области сильного взаимодействия возникает завихрен- [c.230]

Этот режим — частный случай режима течения сплошнот среды. Толщина ударной волны пренебрежимо мала. Сразу за ударной волной течение с хорошей точностью можнэ рассматривать как невязкое и завихренное, а к иоверхне-сти тела прилегает очень тонкий пограничный слой. [c.204]

Уже давно известно, что расширение течения от окрестности критической точки затупленного двумерного тела вокруг угла до направления, параллельного скорости в невозмущенном потоке, не вызывает немедленно падения давления до давления в невозмущенном потоке, когда число Маха в невозмущенном потоке существенно больше единицы. Все поле течения между головной ударной волной и поверхностью тела, параллельной вектору скорости в набегающем потоке, будет наполнять серия волн разрежения, проходя через которые течение ускоряется до тех пор, пока давление на поверхности ие упадет до давления в набегающем потоке. Бертрам и Гендерсон ) опубликовали результаты расчетов распределения давления вдоль поверхности затупленной пластины, установленной параллельно набегающему потоку, выполненные разработанным Ферри методом характеристик для завихренного течения. Расчеты были сделаны для нескольких пластин,. имеющих переднюю кромку в форме клина, угол при вершине которого выбирался для каждого гиперзвукового числа Маха так, чтобы скорость на поверхности клина была звуковой. Тогда вокруг угла, вершина которого лежит в точке сопряжения поверхности пластины и грани клина, устанавливается течение Прандтля — Майера. Метод характеристик для завихренных течений используется для расчета изменения давления вниз за угловой точкой. Волны разрежения Прандтля — Майера отражаются от головной ударной волны (при этом интенсивность ударной волны уменьшается) и от поверхности пластины снова в виде [c.218]

Течение в подветренной части около конуса формируется теми частицами газа, которые прошли через толовную ударную волну в передней наветренной части потока. Завихренность потока вызывается кривизной головного скачка уплотнения. Если скачок уплотнения имеет точку перегиба, то газ, прошедший через головной скачок за точкой перегиба, имеет иную завихренность, чем частицы,, которые прошли через ударную волну раньше. В результате в подветренной части затупленного конуса образуется вихревой жгут с противоположной направленностью враихения относительно основного жгута. При увеличении угла атаки в плоскости наветренной образующей возникает вторая точка перегиба и это приводит к дополнительным вихреобразованиям. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...