Сила Жуковского

Проекцию равнодействуюш ей на направление нормали к средней геометрической скорости w называют подъемной силой профиля в решетке Ry. При потенциальном обтекании решетки подъемная сила равна циркуляционной силе Жуковского Ry = G. [c.15]

Сравнивая обтекание данной решетки вязким и потенциальным потоками несжимаемой жидкости при одной и той же (по величине и направлению) скорости набегающего потока, замечаем, что влияние вязкости двояко оно приводит как к изменению величины циркуляционной силы Жуковского G, так и к появлению добавочной осевой силы F . В результате возникает вязкая сила (сопротивление) Лх, а также изменяется величина подъемно силы Ry. [c.15]

Если в межлопаточных каналах густой решетки в результате турбулентного перемешивания осуществляется полное выравнивание полей скорости и на срезе решетки поток однороден ), то влияние вязкости ограничивается только возникновением осевой силы Fa, сила Жуковского остается такой же, так как циркуляция Гок не изменяется. В этом частном случае [c.15]

И, следовательно, в вязком потоке подъемная сила профиля в конфузорной решетке больше, а в диффузорной решетке меньше циркуляционной силы Жуковского (рис. 10.6). В активной решетке, так же как и в потенциальном потоке, подъемная сила равна циркуляционной. [c.15]

Чтобы получить направление силы Р , следует вектор скорости щ повернуть на угол л/2 в направлении, противоположном циркуляции. Эта сила называется подъемной или поперечной силой Жуковского. Она является результатом того перераспределения давлений по поверхности цилиндра, которое вызвано действием присоединенного к потенциальному потоку вихря. Определяемую формулой (7.41) поперечную силу можно получить и опытным путем, создав условия обтекания цилиндра, близкие к теоретическим. Этого можно достигнуть, если круглый цилиндр, обтекаемый потоком реальной жидкости, вращать вокруг своей оси. Тогда наблюдается картина обтекания, показанная на рис. 7.12, весьма сходная с теоретической (см. рис. 7.10), и возникает поперечная сила Жуковского (эффект Магнуса). Это позволяет предполагать, что не только для частного случая обтекания круглого цилиндра, но и для случаев обтекания тел других форм можно, внося в потенциальный поток некоторую систему вихрей, получать такие течения, которые близки к наблюдаемым и в которых действуют гидродинамические силы, совпадающие с измеряемыми в опытах. [c.229]

При обтекании цилиндрического тела произвольного профиля плоским потенциальным потоком силовое воздействие потока на тело сводится в общем случае не только к силе Жуковского, но и к некоторому гидродинамическому моменту. Сила Жуковского при этом является результирующей элементарных сил давления, распределенных по поверхности тела, или главным вектором сил давления, а момент этой силы — главным моментом. [c.231]

Из формул (7.47) и (7.48) следует, что вектор силы Р направлен нормально к вектору скорости о (см. рис. 7.14). Замечая, что в последнем выводе циркуляция взята положительной (соответственно вращению вихря против часовой стрелки), и принимая во внимание результат, полученный при циркуляционном обтекании круглого цилиндра, можно установить следующее правило для определения направления поперечной силы Жуковского следует вектор скорости потока в бесконечности повернуть на угол л12 в направлении, противоположном циркуляции. Так как поток всюду вне тела предполагается потенциальным, а вихри расположены только на поверхности тела или внутри него, то циркуляцию можно вычислять по любому контуру, охватывающему тело. [c.235]

Теорема Жуковского, опубликованная им в 1906 г., сыграла важную роль в развитии теории крыла, которая явилась основой теории летательных аппаратов. Эта теорема получила также широкое применение в теории гребных винтов кораблей, теории лопастных гидравлических, паровых и газовых турбомашин. Ее значение определяется прежде всего тем, что она вскрывает физическую причину появления подъемной силы такой причиной являются вихри, мерой интенсивности которых служит циркуляция скорости. При этом несущественна причина, порождающая эти вихри. В рамках теории идеальной жидкости, циркуляция может быть порождена только вихрями, которые мы считаем существующими в потоке, однако не можем указать источник их появления (по крайней мере для однородной несжимаемой жидкости). Такие вихри, определяющие подъемную силу, Жуковский называл присоединенными. В реальной жидкости циркуляция порождается действием сил трения, которые развиваются и проявляются в пограничном слое, образующемся у поверхности тела (см. гл. 8 и 9). Таким образом, присоединенные вихри Жуковского являются теоретическим эквивалентом системы вихрей, возникающих в пограничном слое реальной жидкости. Теорема Жуковского указывает на то, что целесообразно изменяя форму профиля обтекаемого цилиндрического тела, т. е. изменяя интенсивность вихрей в пограничном слое, можно соответственно изменять подъемную силу. [c.235]

Поскольку обтекание пластины циркуляционное, согласно теореме Жуковского на ней возникает поперечная сила, равная р ыо Г. Величина циркуляции Г здесь не определена и в рассматриваемой теоретической схеме может быть выбрана произвольно. Однако очевидно, что только одно значение циркуляции может дать истинное значение силы Жуковского, совпадающее с полученным экспериментально. С. А. Чаплыгиным и Н. Е. Жуковским сформулирован упоминавшийся выше постулат, позволяющий устранить неопределенность величины циркуляции, а значит, и подъемной силы. Они обратили внимание на то, что при обтекании тел с заостренной задней кромкой (в частности, при обтекании пластины), согласно теоретическому решению, в точке за- [c.241]

Подъемную силу Жуковского, соответствующую выбранному значению циркуляции, представим в виде [c.242]

Согласно теореме Жуковского сила Р нормальна к вектору скорости щ, а значит, дает составляющую в плоскости пластины, направленную к передней кромке (рис. 7.18) и называемую подсасывающей силой. Этот результат представляется парадоксальным, поскольку все элементарные силы давления, результирующей которых является сила Жуковского, нормальны к поверхности пластины. Однако его можно объяснить, если представить, что пластина имеет конечную, хотя и малую толщину с плавно скругленным передним (лобовым) концом и заостренным задним. При обтекании такого тела скорости на лобовой части будут очень большими (в пределе для бесконечно тонкой пластины — бесконечно большими), а на остальной части поверхности — конечными. Соответственно, давления на лобовой части будут весьма малыми, а на остальной поверхности — конечными. Так как поверхность тела не является плоскостью, элементарные силы давления, нормальные к его поверхности, дадут составляющие в направлении оси X, сумма которых и образует подсасывающую силу Р -Уменьшая толщину тела до нуля, в пределе получим обтекание пластины. [c.243]

В заключение отметим, что при изучении обтекания цилиндрических тел нельзя значения сил, полученных для плоской задачи, распространять на все тело путем простого их умножения на размер цилиндра вдоль образующей. Дело в том, что при обтекании цилиндров конечной длины возникают так называемые концевые эффекты , которые заключаются в образовании вблизи концов цилиндра вторичных течений, создающих за цилиндром особую систему вихрей, которая может заметно влиять на силы, действующие на тело. Такая система вихрей (вихревая пелена) изменяет направление поперечной силы Жуковского, что приводит к появлению индуктивного сопротивления. Эти вопросы изучаются в теории крыла. [c.398]

Разумеется величина поперечной силы Жуковского при таком обтекании цилиндра будет той же, что и при течении вдоль вещественной оси, но направление ее будет ортогонально к направлению вектора [c.247]

Принимая во внимание результат, полученный при циркуляционном обтекании круглого цилиндра, и доказанную теорему, нетрудно установить правило для определения направления силы Ру. Действительно, как и для круглого цилиндра, в последнем выводе циркуляция Г соответствует движению по часовой стрелке. Чтобы получить направление силы Жуковского, следует вектор скорости в бесконечности повернуть на угол 90 в направлении, противоположном циркуляции. [c.251]

Поскольку обтекание пластины циркуляционное, то согласно теореме Жуковского на пей возникает поперечная сила, равная р I о I Г. Величина циркуляции Г здесь не определена и в нашей теоретической схеме может быть выбрана произвольно. Однако очевидно, что только одно значение циркуляции может дать истинную величину силы Жуковского, совпадающую с опытной. С, А. Чаплыгиным и Н. Е. Жуковским сформулирован упоминавшийся выше постулат, позволяющий устранить неопределенность величины циркуляции, а значит и подъемной силы. Ими было обраш,ено внимание на то, что при обтекании тел с заостренно задней кромкой (в частности, при обтекании пластины), согласно теоретическому решению, в точке заострения скорость обращается в бесконечность, тогда как при реальном обтекании это физически невозможно. Устранить это несоответствие теоретической схемы опыту можно, выбрав определенное значение циркуляции. [c.258]

Согласно теореме Жуковского сила Р нормальна к вектору Пд, а значит, дает составляющую Р в плоскости пластины, направленную к передней кромке (рис. 130) и называемую подсасывающей силой. Этот результат представляется парадоксальным, поскольку все элементарные силы давления, результирующей которых является сила Жуковского, нормальны к поверхности пластины. [c.259]

Уравнения (110) и (111) выражают теорему о подъёмной силе Жуковского в применении к профилю решётки подъёмная сила, с которой поток действует на профиль А, равна произведению плотности жидкости р на циркуляцию скорости по контуру профиля Tj и на значение скорости в бесконечности w направление вектора силы повёрнуто к скорости на прямой угол в сторону, обратную циркуляции. План сил, действующих на профиль решётки в идеальной жидкости, дан на фиг. 48. [c.364]

Силу Q, пропорциональную циркуляции, называют силой Жуковского силу —добавочной осевой силой (рис. 2). [c.13]

Полученный результат является обобщением теоремы Жуковского на случай обтекания решетки вязкой жидкостью и может быть сформулирован следуюш,им образом при обтекании решетки плоским потоком жидкости равнодействуюш,ая всех сил, приложенных к единице длины крыла (лопатки), равна геометрической сумме силы Жуковского [c.13]

Скорости движения каждой фазы отличаются по величине и направлению. Благодаря вязкости жидкости последняя будет подтормаживать противоположно направленный поток, и у поверхности раздела в силу разно направленных векторов скоростей образуются пары сил, вращающие слои потоков и поверхности раздела с последующим вымыванием этих слоев в вихри. Интенсивность торможения потока пропорциональна энергии основных возмущений торможения. Таким образом, трение между потоками поведет к тому, что пограничные слои газа и жидкости будут пронизываться вихрями. Как в газовом, так и в жидкостном потоках возникающие на поверхности вихри под действием силы Жуковского проникают в глубь как газового, так и жидкостного потоков и тем усиливают интенсивности вихревого поля. [c.152]

При такой трактовке можно упростить задачу. Чтобы разобраться в существе, рассмотрим простой пример. Пусть бесконечно тонкая пластина обтекается плоскопараллельным потоком, имеющим на бесконечности скорость и направленным под углом а (рис. 4.10). На пластине появляется распределенная аэродинамическая нагрузка, равная в сумме подъемной силе Жуковского. Вихревой слой, о котором уже говорилось, заменим точечными [c.70]

Главный вектор сил давления представляет собой поперечную (подъемную) силу Жуковского, направленную нормально к вектору скорости в бесконечности и численно равную [c.38]

Сила Жуковского, определяемая этой формулой, возникает тогда, когда при обтекании цилиндрического тела (любого профиля) циркуляция по [c.38]

Сетка гидродинамическая 14 Сигнализатор термохимический 368 Сила Жуковского поперечная (подъемная) 38 [c.551]

Первое слагаемое справа представляет силу Жуковского и может быть обозначено через B , второе — силу сопротивления профиля в решетке обозначим его через К. Итак, [c.624]

Таким образом, для величины силы Жуковского имеем формулу [c.156]

Величина силы Жуковского для пластинки [c.160]

В первом слагаемом суммы узнаем силу Жуковского, которую обозначим через второе слагаемое можно было бы назвать силой сопротивления профиля в решетке и. Итак, [c.652]

Решение проблемы подъемной силы было впервые дано проф. Н. Е. Жуковским (1847—1921), чем и было положено начало современной аэродинамике. Один из учеников проф. Н. Е. Жуковского, акад. Л. С. Лейбензон, указывает ), что к идее решения задачи о подъемной силе проф. Жуковский пришел еще осенью 1904 г., но лишь через год сделал доклад о своей работе в Московском Математическом обществе, а опубликовал ее в 1906 г. ). Проф. Жуковский рассматривает непрерывное обтекание профиля крыла, т. е. обтекание без срыва струй с поверхности, и исследует, в чем заключается влияние профиля на окружающую среду. Оказывается, что крыло создает в окружающей среде поток с замкнутыми струйками, окружающими профиль этот поток Жуковский называет циркуляционным и устанавливает, что в нем заключается причина возникновения подъемной силы. Вычисляя подъемную силу, Жуковский выводит свою знаменитую теорему, являющуюся и до настоящего времени основой теории крыла,—теорему о том, что подъемная сила, приходящаяся на единицу длины размаха крыла, равна произведению плотности среды на скорость набегающего потока и на величину, характеризующую циркуляционный поток, называемую циркуляцией скорости. [c.15]

Отсюда вытекает следующая теорема С. А. Чаплыгина силы давления на контур могут быть приведены к силе Жуковского, приложенной в фокусе, и к паре с постоянным, т. е. не зависящим от угла атаки, моментом. [c.265]

Направление силы Жуковского мы знаем оно перпендикулярно направлению скорости на бесконечности остается найти линию действия силы. Найдем огибающую линий действия, соответствующих всевозможным углам атаки. Уравнение линии действия пишется так [c.265]

Сила Жуковского имеет величину [c.274]

Скорость на переднем крае пластинки получается бесконечно большой. С этим связано одно интересное обстоятельство. А именно, составляющие силы Жуковского по осям координат имеют значения [c.274]

Но ведь все элементарные давления направлены нормально к пластинке, и возникает вопрос, откуда берется составляющая X силы Жуковского, направленная вдоль пластинки. Эта составляющая носит название подсасывающей силы. Если бы мы чуть-чуть закруглили передний край крыла, то скорости вблизи него были бы очень большими, но тогда по формуле Бернулли разность между давлением на переднем краю пластинки и давлением на бесконечности была бы большой отрицательной величиной. Наличие этих больших разрежений и приводит к появлению подсасывающей силы, предельное выражение которой дается формулой (11.8). [c.274]

Итак, при наличии циркуляции на контур действует добавочная сила Жуковского грГ д, приложенная в конформном центре тяжести и соответствующая скорости этой точки. [c.315]

В случае наличия циркуляции Г, нужно прибавить еще силу Жуковского, приложенную в центре эллипса (так как Ад = 0) и соответствующую скорости этой точки и- -1У, т. е. силу [c.321]

Вторая из формул (19.24) показывает, что подъемная сила вихря слагается из двух частей подъемной силы Жуковского рсГ и добавочной подъемной силы [c.471]

Пример 11.6. Подъемная сила Жуковского. [c.500]

Последние два выражения позволяют следующим образом обобщить теорему Жуковского равнодействующая всех сил, приложенных к профилю решетки при обтекании ее потоком вязкой несжимаемой жидкости, равна геометрической сумме циркуляционной силы Жуковского О = р УтГо , направленной по нор- [c.14]

Теорема Жуковского, опубликованная им в 1906 г., сыграла выдающуюся роль в развитии теории крыла, которая, в свою очередь, явилась основой теории летательных аппаратов. Эта теорема получила также широкое применение в теории гребных винтов кораблей, теории лопастных гидравлических, паровых и газовых турбомашин. Ее значение определяется прежде всего тем, что она вскрывает физическую причину появления подъемной силы такой причиной являются вихри, мерой интенсивности которых служит циркуляция скорости. При этом несущественна причина, порождающая эти вихри. В рамках теории идеальной жидкости циркуляция может быть порождена только вихрями, которые мы а priori мыслим существующими в потоке, однако не можем указать источник их появления (по крайней мере для несжимаемой жидкости). Такие вихри, определяющие величину подъемной силы, Жуковский называл присоединенными. В реальной жидкости циркуляция порождается действием сил трения, которые развиваются и проявляются в пограничном слое, прилегающем [c.251]

Изменение угла атаки перед крылом на величину Да приведет к изменению сил, действующих на крыло. Величина подъемной силы в соответствии с теоремой Жуковского будет направлена перпендикулярно местной скорости на бесконечности (1 естн)> т. е. скорости, расположенной по отношению к набегающему потоку под углом Да. В связи с этим появится проекция силы Жуковского на направление набегающего потока V. Эта проекция является силой сопротивления Xi, называемого индуктивным. [c.222]

В дисперсно-кольцевом потоке наряду с процессом уноса капель жидкости с поверхности пленки протекает и обратный процесс — процесс осаждения капель из ядра на поверхность пленки. Это обусловлено наличием градиента скорости dwidy в потоке пара в непосредственной близости от поверхности пленки. Капли жидкости оказавшиеся в результате турбулентных пульсаций в градиентном слое потока пара, испытывают действие силы, аналогичной подъемной силе Жуковского [47] [c.233]

ТЕОРЕМА [взаимности (перемещений перемещение точки А под действием силы, приложенной в точке В, равно перемещению точки В под действием силы, приложенной в точке А работ работа первой силы на перемещении точки ее приложения под действием второй силы равна работе второй силы на перемещение точки ее приложения под действием первой силы ) Гульдена — Панна ( площадь поверхности, полученной вращением дуги плоской кривой (или ломаной линии) вокруг оси, лежащей в ее плоскости, но ее не пересекающей, равна длине этой дуги, умноженной на длину окружности, описанной центром тяжести объем тела вращения, образованного вращением плоской фигуры вокруг оси, лежащей в плоскости этой фигуры и ее не пересекающей, равен произведению площади этой фигуры на длину окружности, описанной центром тяжести площади фигуры ) Гюйгенса точка подвеса физического маятника и центр качания суть точки взаимные Гюйгенса — Штейнера момент инерции тела относительно некоторой оси равен сумме момента инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс параллельно данной, и произведения массы тела на квадрат расстояния между ними о движении центра масс ( центр масс системы движется как материальная точка, масса которой равна массе всей системы и к которой приложены все внещние силы, действующие на систему тела с переменной массой центр масс тела с переменной масой движется как точка затвердевшей массы, в которой сосредоточена масса тела в данный момент и к которой приложены главный вектор активных внешних сил и главный вектор реактивных сил ) Жуковского если силу, приложенную к какой-либо точке звена плоского механизма, перенести параллельно самой себе в одноименную точку повернутого плана скоростей, то момент этой силы относительно полюса плана скоростей будет пропорционален ее мощности ] [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...