Вихрь начальный (разгонный)

В соответствии с гипотезой Чаплыгина—Жуковского при плавном обтекании крыла поток обычно не огибает заднюю кромку, а сходит с нее (рис. 9.13, в). При этом скорости на острых задних кромках несущей поверхности конечны. Сход потока с таких кромок сопровождается образованием начального (разгонного) вихря и, как следствие, формированием свободных нестационарных вихрей, отделяющихся от присоединенных. Изменение интенсивности присоединенных вихрей вызывает сход с них пелены свободных вихрей, параллельных присоединенному вихрю. Эта вихревая пелена располагается на самой несущей поверхности и за ее пределами, сходя с задней кромки. Таким образом, в этом случае циркуляция по произвольному контуру, охватывающему сечение крыла, не равна нулю. [c.289]

Рис. 15-15. Развитие циркуляции вокруг крыла, а — потенциальное течение б —течение реальной жидкости б — течение реальной жидкости при образовании начального (разгонного) вихря г обтекание крыла при срыве потока.

Вихри и связанное с ними циркуляционное потенциальное течение возникают всегда в результате образования поверхностей раздела. Все потенциальные течения являются результатом давления, передаваемого на жидкость ограничивающей ее стенкой или находящимся внутри нее телом. Циркуляционное течение возникает главным образом в том случае, когда внутри жидкости имеется поверхность, одна часть которой испытывает некоторое время давление, а другая, соседняя, часть не подвергается давлению. Примером может служить образование вихревого кольца около отверстия в стенке (рис. 45) стенка испытывает давление слева и отвечает равным противодействием, в то время как отверстие не подвергается давлению. Другим важным примером является движение крыла самолета, когда площадь, находящаяся непосредственно под крылом, некоторое время нагружена весом самолета, а продолжение этой площади за пределами крыла не подвергается в это время никакому давлению. В конце 7 мы упомянули, что из поверхности раздела, возникающей позади крыла, образуются два вихря, сбегающие с концов крыла (см. рис. 46). Кроме того, в начальный момент движения, при разгоне крыла, образуется вихрь, изображенный на рис. 66. Этот начальный вихрь вместе с боковыми вихрями образует одну общую, обычно несколько размытую вихревую нить. Само [c.112]

Вихрь, который образуется у задней кромки крыла в начальный момент движения, называется начальным пли разгонным вихрем. [c.307]

На первый взгляд образование разгонного вихря как будто противоречит теореме Томсона. В самом деле, в начальный момент [c.307]

Фиг. 127. Разгонный вихрь, образующийся за крылом в начальный период движения.

Теорема Томсона позволяет в данном случае заключить, что при образовании разгонного вихря в начальный момент движения вокруг профиля крыла возникает циркуляция скорости, равная по величине циркуляции вокруг разгонного вихря и обратная ей по знаку (фиг. 128,б). Только при возникновении такой циркуляции вокруг профиля может остаться равной нулю циркуляция скорости по взятому вначале жидкому контуру. [c.308]

Изложенные в предыдущих параграфах способы расчета пограничного слоя при нестационарном движении позволяют проследить развитие течения только в продолжение очень небольшого промежутка времени после начала отрыва. В дальнейшем, когда отрыв уже произошел, течение вне пограничного слоя сильно изменяется, причем особенно сильно в случае тела с тупой кормовой частью, как, например, у круглого цилиндра. Это обстоятельство влечет за собой значительное отклонение действительного распределения давления от теоретического потенциального распределения, вследствие чего использование последнего распределения для продолжения расчета дает совершенно неверные результаты. Представление о действительной картине течения, возникающего позади круглого цилиндра после отрыва пограничного слоя, дает серия фотографий, изображенных на рис. 15.5. Первая фотографии (рис. 15.5, а) показывает, что в начальный момент разгона получается такая же картина линий тока, как при невязком потенциальном течении. Вторая фотография (рис. 15.5, б) снята в тот момент, когда в задней критической точке только что начался отрыв пограничного слоя. На третьей фотографии (рис. 15.5, в) точка отрыва уже успела переместиться далеко вверх по течению. Линия тока, отходящая от точки отрыва, окружает область, в которой скорости очень малы. Вихревая напряженность больше всего вне этой линии тока. Здесь образуется вихревой слой, который при дальнейшем развитии течения свертывается в два концентрированных вихря (рис. 15.5, г). В свободном течении позади этой пары вихрей, там, [c.394]

М. Швабе подробно исследовал такое развитие течения около цилиндра. В частности, он измерил распределение давления вдоль контура цилиндра в различные моменты времени. На рис. 15.6 изображены полученные им распределения давления для различных стадий разгона. Параметр й, характеризующий отдельные кривые, означает расстояние от цилиндра до критической точки, находящейся в свободном течении позади пары вихрей. Мы видим, что в начальной стадии течения измеренное распределение давления довольно близко к теоретическому потенциальному распределению, но при дальнейшем развитии течения все более и более от него отклоняется. Г. Рубах сделал попытку исследовать развитие течения около круглого цилиндра на основе теории потенциального течения. Для этого он принял, что позади кормовой части цилиндра, примерно на таком же [c.395]

При увеличении угла атаки а>0 передняя критическая точка/С перемещается вниз по профилю к точке Б, а точка схода струй В — вверх по профилю к точке А (рис. 18.2, б). Если было бы возможно плавное обтекание жидкостью задней острой кромки, то установилось бы новое бесциркуляционное обтекание профиля — Г=0, Яу = . Однако, при радиусе закругления острой кромки г->-0, скорость безотрывно обтекающей жидкости должна беспредельно возрастать (см. п. 3.8), так что давление, вычисленное по уравнению Бернулли, должно было бы неограниченно уменьшаться р- -(—оо), что невозможно. В действительности на верхней поверхности профиля самопроизвольно возникает течение жидкости к задней критической точке, где давление понижено. Это течение возвращает точку схода струй в заднюю острую кромку профиля. При этом поток жидкости срывается с острой кромки в виде начального или разгонного вихря, вращающегося против часовой стрелки с циркуляцией (—Г) и сносится потоком (рис. 18.3). [c.344]

Известные в настоящее время данные о структурах спутных следов при отрывном обтекании тел относятся в основном к двум крайним случаям — начальному, связанному с образованием разгонных вихрей, и предельному, имеющему характер вихревых дорожек [1.11,1.12, 2.18, 2.20, 2.26, 2.29]. Е. П, Визелем был поставлен специальный эксперимент в гидролотке в целях изучения динамики всего процесса формирования сиутного следа в различных случаях отрывного обтекания пластин. [c.96]

Расчетная сетка содержит в области Н 219 х 51 узлов, в областях ОР, 0S 167 х 37 узлов, в щели выдува расположено 26 ячеек по контуру профиля, общее число ячеек 22800. Число Куранта К = ат/Ах на начальных 500 шагах х по времени принималось 5 (формирование разгонного вихря) далее за 50 шагов линейно увеличивалось до 25-50 и делалось 500 шагов (установление крупных вихрей) далее за 50 шагов линейно уменьшалось до 1.5 и общее число шагов составляло 3500 (установление мелких вихрей). Логарифм невязки системы уравнений Навье - Стокса достигает 4.5 погрешность энтропийной функции A.I = 2 10 . [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...