Скорость возмущения при обтекании

Последнее уравнение представляет собой точное уравнение для скоростей возмущения при изоэнтропическом обтекании профиля потоком с любым числом Маха. В левой части этого уравнения имеются только линейные члены. [c.31]

В общем случае обтекания тела предположение Ньютона, разумеется, не оправдывается в связи с тем, что возмущение, вызванное телом в потоке, распространяется на большое расстояние от тела и постепенно с удалением от тела ослабляется, т. е. соседние струйки газа имеют разные направления и величины скоростей. Однако при обтекании тела с большой сверхзвуковой скоростью закон Ньютона становится справедливым, так как в этом случае ударная волна располагается близко к поверхности тела и все струйки до ударной волны имеют одинаковые направление и величину скорости (невозмущенного потока), а за ударной волной движутся в тонком слое между нею и телом и приобретают скорости, параллельные поверхности тела. Чем больше число Маха и тоньше тело, тем ближе к действительности теория Ньютона. Вместе с тем следует отметить, что даже в пре- [c.118]

Поскольку при рассмотрении произвольного тонкого профиля складываются скорости возмущений, соответствующие обтеканию профиля без толщины и обтеканию симметричного профиля, то складываются и возмущения давления р, а следовательно, и подъемные силы. Симметричный профиль при бесциркуляционном обтекании имеет нулевую подъемную силу. Поэтому произвольный тонкий профиль имеет такую же подъемную силу, как и профиль без толщины, проведенный по его средней линии. [c.186]

Мы рассмотрели случай образования граничных волн слабых возмущений при обтекании сверхзвуковым потоком поверхности тела с тупым углом. При переходе грани тела потоком возникают малые возмущения (звуковые волны), которые распространяются со скоростью звука. Ранее было указано, что волны малых возмущений есть не что иное, как небольшие изменения плотности и давления, которые происходят в течение долей секунды. Поэтому при возникновении волн слабых возмущений говорят, что в воздухе (газе) имеют место слабые разрывы непрерывности. [c.80]

Простые соображения показывают, что при обтекании произвольного тела сверхзвуковым потоком перед телом возникает ударная волна. Действительно, в сверхзвуковом потоке возмущения, обусловленные наличием обтекаемого тела, распространяются только вниз по течению. Поэтому натекающий на тело однородный сверхзвуковой поток должен был бы доходить до самого переднего конца тела невозмущенным. Но тогда на поверхности этого конца нормальная компонента скорости газа была бы отличной от нуля в противоречии с необходимым граничным условием. Выходом из этого положения может являться только возникновение ударной волны, в результате чего движение газа между нею и передним концом тела становится дозвуковым. [c.638]

Физически это объясняется те.м, что с увеличением числа М дозвукового обтекания свойство сжимаемости среды приводит к более сильному увеличению местных скоростей возмущения, вызванных присутствием тонкого тела, причем это увеличение пропорционально 1/1/1 — М . Такое явление обусловлено тем, что в сжимаемом газе при увеличении местных скоростей в струйках около тела уменьшение давления вызывает уменьшение плотности, а это, в свою очередь, вследствие постоянства местного расхода в струйках, равного расходу р, Усс в невозмущенном потоке перед телом, должно быть компенсировано более значительным возрастанием местной скорости, чем в сжимаемом потоке при прочих равных условиях. Это возрастание скоростей возмущения в сжимаемом потоке компенсируется увеличением толщины и угла атаки того же профиля, но обтекаемого потоком несжимаемой жидкости. [c.178]

В этих выражениях параметры Кт и Коп представляют собой коэффициенты интерференции. Их определение основано на вычислении параметров возмущенного потока около летательного аппарата. Такой поток получается в результате наложения на поле скоростей, возникающее при продольном осесимметричном обтекании тела невозмущенным потоком [c.133]

При обтекании возмущенной (волновой) поверхности появляется нормальная к ней составляющая макроскопической скорости. [c.149]

У передней кромки пластины поток разделяется на две части. В верхней части нулевая линия тока и пластина образуют внешний угол, обтекание которого было рассмотрено в предыдущем параграфе. При обтекании внешнего угла скорость непрерывно возрастает и образуется семейство линий возмущения, лежащих в секторе возмущений. Далее поток достигает конца пластины, где линии тока сгущаются и вновь приобретают те же направления и густоту, что и на бесконечности перед пластиной. Верхний поток [c.200]

При обтекании препятствия конечных размеров во всех направлениях (например, шара) скорость возмущенного потока будет функцией трех координат (а при неустановившемся течении будет зависеть еще и от времени). Поток такого рода называется трехмерным это — наиболее общий случай течения, называемый также пространственным течением. [c.56]

В принципе такова же природа волн сжатия и разрежения в нестационарном потоке от ускорения его элементов, имеющих недостаток скорости из-за потенциальных возмущений. Эти возмущения распространяются в потоке как вверх, так и вниз. Они сказываются с особой силой при обтекании толстых входных кромок [8]. [c.245]

Кромочные следы лопаток направляющего аппарата, а также неравномерность полей скоростей по углу охвата спиральной камеры вызывают неравномерность окружных скоростей. Обтекание лопасти неравномерным потоком создает переменную во времени динамическую нагрузку, расчет которой и представляет значительные математические трудности. Некоторые авторы [25, 87] задачу обтекания плоской решетки профилей в неоднородном потоке решают в линейной постановке. Можно предположить, что возмущения, возникающие при обтекании круговой решетки, вызванные нестационарностью потока, имеют тот же характер, что и при обтекании прямой решетки. Это позволяет переносить результаты теоретического анализа нестационарного обтекания прямой решетки на обтекание лопасти. [c.9]

Так как в рассматриваемом случае речь идет о слабом возмущении, то эту линию называют границей слабых, или звуковых, возмущений, слабой волной, характеристикой или линией Маха. При этом имеется в виду, что слабые возмущения распространяются со скоростью звука (гл. 1). На рис. 5.1 представлены две схемы сверхзвукового течения. Обтекание выпуклого угла (рис. 5.1,а) сопровождается расширением потока, умень шением давления на величину dp и возрастанием скорости на d . При обтекании вогнутого угла давление растет, а скорость падает. Следовательно, в первом случае характеристика является слабой волной разрежения, а во втором — слабой волной сжатия. [c.109]

Как уже отмечалось, подвод теплоты к сверхзвуковому потоку вызывает повышение давления, температуры и плотности и снижение скорости. Учитывая, что в таком потоке возмущения распространяются только по течению, можно предположить, что в зоне теплоподвода указанные параметры изменяются скачкообразно, так же как и при обтекании углового излома (гл. 5). Узкую зону, в которой происходит скачкообразное изменение параметров пара, называют скачком конденсации. [c.324]

Но по только что доказанному скорость возмущения У имеет при больших Ro порядок тогда как элемент интегрирования da — порядок RI. Устремляя До к бесконечности, убедимся, что главный вектор F сил давления потока на тело стремится к нулю. Но F не может зависеть от произвольного радиуса До мысленно проведенной сферы следовательно, главный вектор F равен нулю, что и доказывает парадокс Даламбера при безвихревом обтекании тела конечного размера идеальной несжимаемой жидкостью и отсутствии вокруг тела источников либо стоков главный вектор сил давления потока на тело равен нулю. [c.285]

Функция Рп (х), как полином п-ш степени, обращается в бесконечность при бесконечно возрастающем аргументе, функция же Qn (х) при этом стремится к нулю, но зато. логарифмически бесконечна при х = 1- В случае внешнего обтекания тела координата А = сЬ может достигать бесконечных значений, а координата р ограничена. Примем во внимание, что потенциал скоростей возмущенного движения (т. е. обтекания за вычетом однородного потока со скоростью, равной скорости на бесконечности) должен стремиться к нулю при удалении от поверхности тела, причем по предыдущему ( 63) [c.292]

Отметим, что в отличие от обтекания шара идеальной жидкостью, где порядок скоростей возмущения был 1/Л , в вязкой жидкости имеет место возмущение, убывающее при удалении от шара лишь как 1/i . Распределение завихренности определится по (140) в виде [c.406]

Так, если для малых углов атаки и небольших углов полураствора конуса поток в возмущенной области везде сверхзвуковой, то при увеличении /Зо на наветренной стороне скорость потока становится меньше скорости звука и при определенных значениях /Зо в рамках модели конических течений возможен переход к обратному коническому течению. Для построения единообразного алгоритма, позволяющего рассчитывать обтекание конусов как при дозвуковых, так и при сверхзвуковых скоростях возмущенного потока, используется метод установления по фиктивной временной переменной т [22]. Введение оператора д/дт приводит систему уравнений к г-гиперболическому типу [c.94]

Приведем общее доказательство парадокса Даламбера для случая пространственного безвихревого обтекания конечного по размерам тела произвольной формы. Для этого определим прежде всего порядок убывания скоростей возмущения однородного потока некоторым ограниченным замкнутой поверхностью а телом (рис. 141) при удалении от этого тела. [c.410]

По ранее доказанному скорость возмущения V имеет при больших г величину порядка в то время как элемент интегрирования — порядок г отсюда сразу вытекает, что при стремлении г к бесконечности главный вектор р сил давления потока должен быть равен нулю, что и доказывает парадокс Даламбера при безвихревом обтекании тела конечного размера идеальной несжимаемой жидкостью, в отсутствие вокруг тела источников либо стоков, главный вектор сил давления потока на тело равен нулю. [c.413]

Рассмотрение такой точки зрения показывает, что при кавитационных испытаниях моделей. возникает настоящая дилемма. При моделировании натурного объекта по числу Фруда предполагается, что определяющими являются силы тяжести. Это обычно соответствует действительности, когда гидравлические явления связаны с наличием свободных поверхностей кавитация определенно относится к таким явлениям. Однако существует много типов течений со свободной поверхностью, в которых силы тяжести не являются определяющими. К сожалению, имеется убедительное экспериментальное подтверждение, что силы тяжести являются важными для некоторых кавитационных областей. Так, на фиг. 6.10, заимствованной из работы [45], показаны присоединенные каверны, образовавшиеся за двумя геометрически подобными телами вращения. На фиг. 6.10 даны виды сбоку и снизу одного и того же тела и охватывающей его каверны (для получения вида снизу камера направлялась вертикально вверх). Число Фруда было достаточно малым. На фиг. 6.10, в показано меньшее по размерам тело, которое испытывалось при значительно большей скорости. Число Фруда при этом было почти на порядок больше. Типы течения в нижнем по потоку конце каверны для этих двух тел совершенно различны. В эксперименте с малым числом Фруда подъемная сила каверны вызывает вертикальное возмущение и возникающее при этом направленное вниз движение окружающей жидкости при обтекании каверны приводит к образованию пары вихрей. В эксперименте с большим числом Фруда (фиг. 6.10, в) каверна [c.299]

Метод малых возмущений Этот метод, позволяющий приближенно оценить влияние сжимаемости в плоском дозвуковом течении газа, основан на предположении, что отклонение скорости возмущенного течения от скорости невозмущенного потока настолько мало, что степенями указанного отклонения выше первой можно пренебречь, Метод дает удовлетворительные результаты при расчете обтекания тонких слабо изогнутых профилей, расположенных над небольшими углами атаки, а также при исследовании потока в каналах малой кривизны. [c.129]

На современных атомных электростанциях с реакторами единичной мощностью 1000 МВт и более реакторное отделение имеет высоту около 60—80 м. При обтекании ветровым потоком столь высоких зданий верхняя граница области возмущенного потока, для которой характерна повыщенная вертикальная диффузия по сравнению с невозмущенными воздушными потоками перед зданиями. может достигать или оказываться даже выше отметки устья вентиляционных труб. Под действием более интенсивной вертикальной диффузии в области возмущенного потока нижняя часть факела при определенных соотношениях скорости выхода газов из трубы и скорости ветра Wo u) увлекается внутрь зоны аэродинамической тени и вызывает ее дополнительное загрязнение. Для повышения точности расчетного определения приземных концентраций примеси от выбросов из вентиляционных труб необходимы данные о структуре ветрового потока, формирующейся при обтекании главного корпуса АЭС и промплощадки в целом. [c.261]

Пусть сперва мы имеем дело с умеренными сверхзвуковыми скоростями, так что Моо 1- Наши оценки показывают, что тогда при обтекании очень тонких тел (х< 1) возмущения всех гидродинамических элементов малы и имеют один и тот же порядок малости [c.210]

Пусть условия обтекания и размеры тела таковы, что во всей-возмущенной области идут только прямые реакции. При обтекании тупого тела вблизи поверхности (как будет показано в. гл. 6) всегда присутствует подслой, в котором существенны и обратные реакции. В этом случае потребуем, чтобы этот подслой был тонок и не оказывал влияния на течение в целом. Скорость протекания прямых реакций (диссоциация, ионизация) как и скорость релаксации внутренних степеней свободы, пропорциональна давлению р, а в уравнении (1.5.8) второй член,. [c.117]

Пренебрегая в уравнении (34) малыми величинами выше первого порядка и считая, что М настолько отличается от единицы, что разность (1 — М ) не является малой величиной, т. е. (1 — М1) ы /гг , приходим к следующему приближенному уравнению для скорости возмущения при обтекании тонкого профиля дозвуковым потоком газа при докритпческих скоростях [c.32]

Для отыскания этой функции в первом приближении применяют следующий прием. Не учитывая наличие пограничного слоя, решают задачу о потенциальном обтекании данной твердой поверхности идеальной жидкостью. При этом получают значения скорости на поверхности, а так как толщина пограничного слоя мала, считают, что эти же значения скорость имеет и на его внешней границе. Затем решают систему (8.69) или уравнение (8.70). Простейшим случаем, для которого найдено точное решение уравнения (8.70) функции тока, является обтекание плоской полубес-конечной пластины, поставленной по потоку (рис. 8.23). При этом можно допустить, что и = щ = onst. Действительно, при обтекании бесконечно тонкой пластины идеальной жидкостью равномерный поток не испытывает никакого возмущения, поскольку отрезок любой линии тока можно заменить телом пластины. [c.333]

При обтекании тела потоком жидкости или газа перед ним образуется зона торможения. В этой области происходит снижение скорости потока и повышение давления. При обтекании тела потоком газа местное повышение давления, связанное с торможением, имеет конечное значение, существенно превышающее звуковое давление. Возмущения, вызванные в газовой среде по-выщением давления в любой части обтекаемого тела, распространяются со скоростью, большей скорости звука. Если тело движется со скоростью, большей скорости звука, то перед ним возникает устойчивая ударная волна (рис. 2.31). [c.120]

Широкий круг задач Г. д. связан с изучением внешнего обтекания тел газом. Для расчёта обтекавия идеальным газом тонких тел, ннося/цих и поток лишь малые возмущения, разработаны методы, основанные на линеаризации ур-ний движения. Эти методы теряют силу при скоростях, близких к скорости звука (см. Околозвуковое течение), и при больших сверхзвуковых скоростях (см. Гиперавуковое течение). При таких СКО ростях даже при обтекании тонких тел существенны нелинейные эффекты. [c.380]

В зоне отрыва ламинарного пограничного слоя линии тока являются вогнутыми, искривляясь в сторону увеличения скорости. (Впоследствии в целях сокращения будем говорить об относительной вогнутости .) Поэтому можно предположить, что здесь неустойчивость в отношении вихреобразных возмущений вызывает переход в том случае, если локальные динамические условия таковы, что переход, обусловленный волнами Толлмина, ранее не имел места. Подобные явления наблюдаются в пограничном слое при обтекании клина. [c.265]

Даже в упрощенном виде теоретическая задача устойчивости установившегося обтекания тел конечных размеров не решена. Но представляется несомненным, что установившееся течение устойчиво при достаточно малых числах Рейнольдса. Экспериментальные данные указывают на то, что ламинарное течение устойчиво при достаточно малых числах Рейнольдса. Экспериментальные данные также свидетельствуют о том, что ламинарное течение всегда устойчиво в каналах с круговым поперечным сече нием вплоть до TVr = dUgl i = 2100, где d — диаметр трубы и С/ — средняя скорость. Однако когда приняты специальные меры по уменьшению возмущений на входе, ламинарные течения могут существовать при значительно более высоких числах Рей-нольдса. В случае обтекания потоком тел, помещенных в жидкость, критическое число Рейнольдса намного меньше, особенно для плохо обтекаемых тел, обтекание которых происходит с отрывом потока. При этом критические значения имеют порядок от 10 до 100 так, например [351, при поперечном обтекании цилиндра потоком жидкости незатухающее неустановившееся течение наблюдается при = d /p/ji =34, где d диаметр цилиндра. Критическое число Рейнольдса TVr = 17, при котором начинается отрыв потока при обтекании сферы, было найдено Дженсоном [291 его анализ основан на решении полных уравнений Навье — Стокса релаксационными методами. [c.57]

Интегрирование уравнения (7) с исключенной по (8) величиной квадрата скорости звука, при обычных граничных условиях непроницаемости твердых стенок обтекаемых тел и заданных значениях скорости на бесконечности, представляет значительные математические трудности, связанные с нелинейностью уравнения. Обратимся к рассмотрению простейщего случая плоского обтекания тонких, слабо искривленных тел, расположенных в однородном газовом потоке под малым углом атаки. В этом случае возмущения, создаваемые телом в однородном потоке, будут малыми, и уравнения (7) и (8) могут быть подвергнуты линеаризации. [c.212]

Проведенный анализ показывает, что в исследованном диапазоне параметров малые изменения формы тела, угла атаки и скорости набегающего потока вызывают малые возмущения полей газодинамиче ских величин и их производных. Линейность возмущений нарушается при обтекании тел с изломом образующей, а также при гиперзвуковом обтекании затупленных тел достаточно большого удлинения. [c.71]

Часто точение внутри полости или нузыря называют застойным ( мертвым ). В застойной зоне скорость не обязательно равна нулю. В этой области существуют сложные вихревые ноустано-вившиеся трехмерные течения, даже если отрыв потока происходит на двумерной поверхности или за ней. В области присоединения ламинарного пограничного слоя на двумерной модели в сверхзвуковом потоке наблюдались интенсивные регулярные периодические возмущения в направлении размаха [2]. При обтекании дозвуковым потоком срезов или уступов двумерных тел [c.10]

Поместив в жидкость какой-либо приемник давлений, увидим, что он отметит изменение давления до того, как источник возмущения будет в точке, где находится приемник. Это означает, иными словами, что если тело движется в газе с дозвуковой скоростью, то линии тока проникают вперед, в область перед те.т1ом. При обтекании тела набегающим на него потоком линии тока отклоняются перед телом от направления потока. [c.343]

Из фотографий, приведенных на фиг. 142, видно, что при обтекании снаряда сверхзвуковым потоком скачок уплотнения становится с возрастанием числа Мапевского все более наклоненным к направлению движения. Это явление аналогично тому, о котором шла речь в начале параграфа, когда рассматривалось движснпе со сверхзвуковой скоростью точки, являюш,ейся источником возмущений. Здесь скачок уплотнения также имеет форму, близкую к конусу, вершина которого находится в носовой точке снаряда, а ось совпадает с направлением набегающего потока. Этот конус отделяет невозмущенны поток, находящийся вне конуса, от возмущенного потока внутри конуса. Чем больше число Маиевского, тем меньше угол раствора конуса. [c.349]

Фиг. 151. Обтекание сверхзвуковым потоком при малых возмущениях угла, образованного двумя плоскостями. При обтеканпи выпуклого угла скорость потока увеличивается, при обтекании вогнутого — уменьншется.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...