Вихри частота срыва

Задачи взаимодействия стержней с внешним или внутренним потоком воздуха или жидкости, как правило, неконсервативные, поэтому возможны неустойчивые режимы колебаний, которые надо определить и по возможности от них отстроиться. На рис. В. 16 показана конструкция (мачта), которая обтекается потоком воздуха. При определенных скоростях потока появляются (из-за срыва потока) вихри Кармана, которые создают возмущающие периодические силы, перпендикулярные направлению потока. При возникновении колебаний стержня частота срывов вихрей синхронизируется с частотой (например, первой частотой) колебаний конструкции, что может привести к недопустимо большим амплитудам. Аналогичные задачи возникают при расчете стержней, показанных на рис. В.17, В.18. На рис. В.17 показана за- [c.8]

На рис. 8.4,а приведен качественный график изменения частоты срыва вихрей для подвижного стержня [16] из графика следует, что при определенных скоростях потока (числах Не) наступает синхронизация частоты срыва вихрей с собственной частотой колебаний 8.4 [c.241]

Установить скорость потока Оо,- (рис. 8.4,а), соответствующую началу синхронизации частоты срыва вихрей с собственной частотой колебаний стержня, можно из условия [c.241]

Необходимо отметить, что данные различных исследователей по определению частоты срыва вихрей при обтекании пластин существенно различаются. Это объясняется влиянием формы обтекаемых тел, режимных параметров и различной точностью методов измерения. Тем не менее для многих практических расчетов необходимые параметры могут быть приняты следующими число Струхаля Sh 0,20-b<3,25 скорость вихрей w 0,85m)oo ширина вихревой дорожки Ь 0,31 (в начальный момент скорость вихрей v будет существенно меньше, может быть принята равной 0,3i oo). [c.40]

С ростом числа Рейнольдса частота срыва вихрей возрастает до тех пор, пока при Re=10 не достигается St = 0,2I. Результаты изме- [c.404]

Частота срыва вихрей 404 Число Вебе.ра 166, 169 [c.480]

В работе [L.16] путем испытаний модели винта в аэродинамической трубе исследовалось влияние на срыв таких параметров, как сужение и крутка лопасти, вогнутость профилей сечений, собственная частота крутильных колебаний лопасти и число лопастей винта. Измерялись аэродинамические характеристики винта, колебания лопастей и положения точки отрыва пограничного слоя. Оказалось, что изменение скорости роста Ст/о, маховое движение лопастей и переменные напряжения лопасти в плоскости хорд указывают на приближение срыва не хуже, чем положение точки отрыва пограничного слоя на лопасти. Установлено, что срыв начинается на стороне отступающей лопасти при 260° < ф < 330° на радиусе r 0,75R. С ростом Ст/а начало зоны срыва перемещается к азимуту ф = 180°, а конец этой зоны отходит назад, на азимут ф = 20°. При умеренной подъемной силе точка отрыва пограничного слоя на лопасти быстро перемещается от задней кромки к передней. При большой подъемной силе отрыв пограничного слоя происходит вблизи передней кромки и связан, по-видимому, со сходом пелены вихрей при срыве. При заданной скорости полета наступление срыва в первую очередь зависит от силы тяги несущего винта, а не от значений общего и циклического шагов, обеспечивающих требуемую подъемную силу. Значение Ст/а, при котором начинается срыв (срывное значение), уменьшается с ростом i. Использование суживающихся лопастей и вогнутых профилей существенно улучшает срывные характеристики винта, увеличивая срывное значение Ст/а и улучшая летные характеристики при срыве. Уменьшение жесткости на кручение отодвигает начало срывного флаттера, но изменение крутки, частоты крутильных колебаний и числа лопастей практически [c.819]

Скорость потока определяет характер механизма гидроэрозии и интенсивность процесса разрушения металла при кавитации. Известно, что поток жидкости при встрече с препятствием образует вихревые движения. При высоких скоростях потока происходит срыв вихрей с интенсивным образованием кавитационных полостей. Частота срывов вихрей возрастает с увеличением скорости потока. Возникающие в вихревом потоке разрывы способствуют образованию отдельных микрообъемов жидкости, которые в определенный момент приобретают большую кинетическую энергию, а энергия расходуется при движении и ударе на разрушение микрообъемов металла. При высоких скоростях потока возможны и другие явления, вызывающие разрушение металла в микрообъемах. В некоторых работах [32, 58 ] указана вероятность возникновения в потоке высокочастотных импульсов отрыва жидкости, которые могут вызвать разрушение металла на отдельных микроучастках поверхности. Вопросы, связанные с влиянием скорости потока на механизм гидроэрозии металла, мало исследованы, и пока нет возможности предложить утвердительные практические рекомендации. [c.55]

Рис. 1.1. Иллюстрация образования числа Струхаля при изгибном плавании, когда вдоль тела рыбы с постоянной скоростью распространяется бегущая волна. Такие волны сохраняют свойства и при изменении скорости плавания причем, на длине тела рыбы укладывается все время одно и то же число волн (от 0,6 до 1,0). Скорость перемещения регулируется частотой осцилляции хвоста (частотой срыва вихрей). Диапазон скоростей и частот зависит от вида и размеров рыб (налример, для форели частоты меняются от 3 до 25 ГдУ

N — параметр присоединения п — частота срыва вихрей q — скоростной напор плотность потока массы г = [c.7]

Из всех рассмотренных вариантов проволочных гасителей наилучшим оказался вариант с намоткой четырех проволок с относительной толщиной п/Р 1/200 под углом фя И°. Выявлено также, что круглые цилиндры раскачиваются со значительно большей амплитудой, чем круглые усеченные конусы, что объясняется изменением частоты срыва вихрей по высоте последних. Существенно также, чем у вершины цилиндрического тела срываются более мощные вихри, чем у вершины конического тела. [c.81]

Рис. 2. Экспериментальные данные о частоте срыва вихрей с неподвижного цилиндра (J — Г. И. Петров и Р. И. Штейнберг

Рис. 5. Зависимость частоты срыва вихрей от частоты вынужденных колебаний цилиндра (i — — й = 41 мм, 2 — -=66,5 мм).

Если цилиндр неподвижен, то частота срыва вихрей 0 может быть найдена из условия, что число Струхаля (приведенная частота) [c.478]

Периодически срывающиеся с тела при его обтекании вихри приводят к образованию вихревого звука, основная частота которого совпадает с частотой срыва вихрей. Частота / вихревого звука определяется формулой [c.245]

При врашении винта самолета также возникает вихревой звук при обтекании лопастей винта с них срываются вихри. Частота вихревого звука меняется от центра винта к его концам, так как изменяется геометрическая конфигурация лопастей. Вихревой звук винта слышен главным образом вблизи вращающегося винта, так как частоты этого звука сравнительно высоки и быстро поглощаются в воздухе. Отметим, что кроме вихревого звука, винт порождает также еще так называемый звук вращения ). Частоты этого звука значительно ниже частот вихревого звука. [c.256]

Ке, поэтому следует ожидать, что частота срыва вихрей должна определяться формулой (4.5). Может показаться странным, что частота вихрей, возникающих исключительно благодаря вязкости жидкости, определяется формулой (4.5), а не (4.5 ). Однако эта парадоксальность только кажущаяся. Если бы желали воспользоваться формулой (4.5 ) для определения частоты срыва вихрей, то под величиной д, следовало бы иметь в виду не размеры тела, а толщину пограничного слоя 8, Подставляя 8 из (4.3) в (4.5 ), мы получим для / результат, совпадаю- [c.131]

Мы рассмотрим теперь подробнее возникновение вихревого звука при обтекании тела простой формы — цилиндра или пластинки. На рис. 42 изображены сечение рассматриваемого цилиндра и вихревая дорожка, получающаяся позади него. Возьмем систему координат , "fl, С, в которой тело покоится, а воздух движется со скоростью V по направлению оси Если в неподвижной системе координат скорость вихрей в дорожке есть и, то в избранной нами системе координат эта скорость есть V—V—U (ср. 23). Непрерывное существование дорожки Кармана поддерживается периодически срывом вихревых нитей с кромок обтекаемого тела. Если период дорожки обозначить, как и раньше, через I, то частота срывов вихрей, как это мы уже объясняли в 23 [ср. (4.27)], равна [c.149]

В области захватывания (рис, 4.3) частота срыва вихрей постоянная, а не является линейной функцией скорости ветра. Это явление имеет автоколебательный характер [1, 4, 22] и вызвано аэродинамической (эоловой) неустойчивостью ци- [c.81]

Турбулентность потока и изменение его скорости с высотой существенно влияют на колебания при вихревом возбуждении 1) частота срыва вихрей изменяется по высоте цилиндра в зависимости от градиента средней скорости 2) турбулентность потока нарушает регулярность распространения вихрей 3) нарушается корреляция вихрей вдоль цилиндра. Вследствие этого аэродинамические силы приобретают характер случайных функций времени, и их действие на конструкцию становится менее эффективным по сравнению с действием установившегося потока. [c.83]

Поведение гибкой конструкции, имеющей форму усеченного конуса, рассмотрено в работе [27]. Установлено, что при колебаниях по первой форме максимальные амплитуды получаются тогда, когда частота срыва вихрей, соответствующая диаметру на уровне 2/3 высоты конструкции, совпадает с ее собственной частотой. При более высоких скоростях потока при вихревом возбуждении могут возникнуть одновременно первая и вторая формы собст- [c.85]

Рекомендации по определению перемещений и усилий при вихревом возбуждении сооружений, имеющих форму кругового цилиндра и усеченного конуса. Для таких сооружений кроме расчета на скоростной напор в направлении потока ветра с учетом динамического действия его пульсаций должны быть определены перемещения и усилия при вихревом возбуждении. Для сооружений цилиндрической формы и с малой коничностью в качестве расчетного принимают резонансный случай, возникающий при совпадении частот срыва вихрей Бенара — Кармана с собственными частотами колебаний сооружения. [c.86]

Частота срыва вихрей 80, 83 Число [c.212]

Частота срывов вихрей с жестко закрепленного круглого цилиндра в большом интервале чисел Рейнольдса определяется числом Струхаля [c.99]

Срывы вихрей наблюдаются у разнообразных по профилю тел частота срывов определяется числом Струхаля, значение которого колеблется в широких пределах, от 0,12 до 0,65 (см. табл. 3.1 и 3.5) и шире. Разные значения чисел Струхаля зависят от того, что принимается в формуле (3.28) за размер й ширина дорожки вихрей или характерный, т. е. поперечный к потоку, размер тела. Причиной разброса чисел Струхаля могут быть способы оценки частоты. [c.100]

Вихри, срывающиеся с цилиндра с частотой, определяемой числом Струхаля, приводят к появлению знакопеременной подъемной силы. Механизм этого явления заключается в следующем при срыве вихря, например, с нижней стороны горизонтального цилиндра (левое вращение), возникает вращательное движение жидкости, противоположное по знаку вращению оторвавшегося вихря, что следует из постоянства циркуляции (теорема Томсона). Это вращательное движение жидкости вокруг цилиндра приводит к увеличению скорости сверху и к ее понижению снизу, что по теореме Бернулли повышает давление снизу цилиндра и понижает — сверху. Вследствие разности давлений возникает направленная поперек потока и вверх подъемная сила. Через полупериод, определяемый для круглого цилиндра числом Струхаля, равным 0,2, срывается сверху вихрь правого вращения циркуляция будет противоположного вращения, что вызывает появление подъемной силы, направленной вниз. Через следующий полупериод картина зеркально повторится и т. д. При неизменной скорости потока такие вихри регулярно срываются с цилиндра и на него также регулярно действуют импульсы силы. Подъемная сила не может мгновенно появиться и исчезнуть через полупериод, что объясняется инерцией жидкости, поэтому график движения ее имеет вид синусоиды со сдвигом фазы приблизительно на 90° относительно движения. Это установлено опытами в трубе с использованием градуированных датчиков давления с поправками на инерцию [24]. [c.100]

Экспериментально установлено, что в этой стадии собственная частота колебаний тела определяет срыв вихрей даже в том случае, когда изменения скорости потока приводят к сдвигу номинальной частоты Струхаля относительно собственной частоты на несколько процентов. Такое-управление явлением срыва вихрей посредством механических воздействий обычно называют захватыванием частоты образования вихрей. Наблюдения показывают, что во время захватывания амплитуда колебаний достигает значений, равных какой-то части (редко превышающей половину) размера тела поперек воздушного потока. Влияние захватывания частоты образования вихрей на развитие вихревого следа показано на рис. 6.1, из которого видно, что в зоне захватывания частота срыва вихрей есть постоянная величина и не характеризуется линейной зависимостью от скорости ветра, как это следует из соотношения (6.1) (и что в действительности имеет место вне зоны захватывания). [c.158]

Рис. 6.2. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов захватывание частоты срыва вихрей модель подъемной силы осциллятора [6.33]

Рис. 6.4. Затухание колебаний до установившихся значений для модели плохообтекаемого тела на упругих опорах при захватывании частоты срыва вихрей

Галопирование — аэродинамическая неустойчивость, характерная для гибких сооружений с особыми формами поперечного сечения, такими, как, например, прямоугольные или D-образные сечения, или эффективные сечения некоторых покрытых льдом проводов линий электропередачи. При определенных условиях, которые будут сформулированы в этой главе позже, в таких сооружениях возможны колебания с большими амплитудами в перпендикулярном потоку направлении (в 10 или даже в значительно большее число раз превышающими размеры самого сечения в этом направлении) при частотах, которые значительно ниже частот срыва вихрей, характерных для того же самого сечения. Классическим примером такого типа аэродинамической неустойчивости является галопирование с большими амплитудами поперек воздушного потока проводов линий электропередачи, которые покрылись слоем льда под дождем с образованием гололеда. [c.166]

В процессе эксплуатации имеет место явление размыва трубопровода в траншее и его провис. Это приводит к возникновению напряжений в стенке трубы, уровень которых возрастает при увеличении длины размытого участка. Кроме статических напряжений, от провиса возникают динамические напряжения, вызванные колебаниями размытого участка в водном потоке. При синхронизации собственных частот срыва вихрей потока при его обтекании возникает [c.181]

Столь резкое возрастание амплитуд пульсаций при переходе через состояние насыщения объясняется, по-видимому, параметрическим резонансом. Резонанс обусловлен кратностью (или совпадением) частот пульсаций независимых газодинамических процессов образования и срыва вихрей, сопровождающегося системой волн сжатия и разрежения (рис. 3.11, в) и конденсационной турбулентностью (флуктуационный процесс). Существенное влияние формы кромки на интенсивность резонанса объясняется, по-видимому, поведением точек отрыва на скругленной кромке точки [c.87]

BnxipH за цилиндром теперь уже не расположены стабильно, а образуются и отрываются поочередно то с одной, то с другой стороны. Это явление известно как вихревая дорожка Кармана [Л. 7] и характеризуется периодичностью образования вихрей. Карман теоретически показал, что картина расположения вихрей стабильна, если отношение поперечного расстояния между ни.ми А к продольному расстоянию I (рис. 15-7) составляет h/l=0,28. Измерения подтверждают это соотношение в ближней зоне следа, а иа больших расстояниях поперечный размер h имеет тенденцию возрастать. Особый нтерес представляют измерения частоты срыва вихрей, которая может быть выражена в виде безразмерного пара- [c.403]

Коротко остановимся на вынужденных колебаниях газоотводящих труб в воздушном потоке. Круглые цилиндрические и конические трубы принадлежат к плохо обтекаемым телам. Образующиеся при обтекании трубы вихри периодически срываются, и в результате появляется переменная аэродинамическая сила, которая действует в направлении, перпендикулярном направлению набегающего потока, и вызывает вынужденные колебания трубы, происходящие с частотой, равной их собственной частоте колебаний [41—44]. При этом энергия для колебаний поставляется набегающим потоком ветра, а частота и амплитуда определяются самой колеблющейся конструкцией. Вызываемые периодическим срывом вихрей колебания приводят к раскачиванию газоотводящнх труб, поэтому их конструкция и аэродинамические характеристики должны быть такими, чтобы во всем диапазоне скоростей амплитуда колебаний была в пределах безопасных значений. [c.81]

А. Неподвижный цилиндр. На докризисных режимах обтекания неподвижного цилиндра закон частоты срыва вихрей хорошо изучен, срыв вихрей носит периодический характер и соответствует постоянству числа Струхала [c.824]

Не имея возможности математически рассчитать частоту срыва вихрей, мы можем все же сделать ваяшые выводы из соображений размерности. Из величин, харак- [c.130]

В качестве примера на рис. 4.11 приведена репродукция сделанной со спутника фотографии [4.111 вихревой дорожки в атмосфере, которая стала видимой благодаря присутствию облаков в месте отрыва вихрей от горной вершины острова Гуадалупе, возвышающейся более чем на 1200 м над Тихоокеанским побережьем Мексики. Фотография охватывает около 250 км. Если принять эффективное значение коэффициента (кинематической) турбулентной вязкости равным V я 50 м /с, то полномасштабное число Рейнольдса, составляющее для рассматриваемого явления порядка 10 (при V я 1,5-10 м /с), было бы сведено к эффективному значению Не // г 3000, которое вполне соответствует интервалу ламинарного течения в спутной струе со срывом правильно чередующихся вихрей. В предположении, что остров имеет около 20 км длины, расстояние между центрами последовательных, периодически повторяющихся вихрей составляет примерно 55 км. Далее, принимая число Струхаля для вершины острова равным 5Ь л 0,12, среднюю скорость ветра и = 30 м/с и эффективный размер для острова/) л 6000 м, получим следующую частоту срыва вихрей [c.109]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...