Слой вихревой круговой

Аналогичным методом можно получить поле скоростей при любых других размещениях вихрей в пространстве, например для круговой вихревой нити, вихревого слоя и пр. [c.61]

В рассмотренных нами системах вихрей можно поставить вопрос об отыскании поперечного сечения вихревого слоя. Дж. И. Тейлор [3] понимает под поперечным сечением вихревого слоя среднюю высоту той области, на которую распространяется влияние вихря. Если мы примем, что в наших системах области влияния отдельных вихрей суть круговые поверхности, взаимно касающиеся, то без труда придем для поперечного сечения вихревого слоя d к следующим формулам [c.50]

Начнем со случая постоянной нагрузки на диск, что соответствует циркуляции, постоянной по длине лопасти, так что имеется лишь два продольных вихря — концевой и комлевый (см. разд. 2.7.2). Пренебрегая поджатием струи, будем считать, что система вихрей представляет собой круговой цилиндр, отходящий вниз от диска винта. Спиралевидные концевые вихри образуют на цилиндре слой, который удобно представить непрерывно распределенными вихревыми кольцами, к которым из условия сохраняемости вихрей добавляют слой прямолинейных вихрей, располагающихся вдоль образующих цилиндра, а также комлевый вихрь на оси цилиндра. Параллельные оси цилиндра вихри не дают нормальной к плоскости диска индуктивной скорости, которая, таким образом, определяется лишь вихревыми кольцами интенсивности у. [c.470]

Но круговой слой по закону обратной пропорциональности расстоянию внутренней точки не притягивает, поэтому скорость точки N, полученная от всех движений второго рода (вихревых), есть нуль. Остается рассмотреть равнодействующую скорость точки N от всех движений третьего рода. Проведем (фиг. 3) через N параллельно оси тора хорду DE и назовем через а угол между радиусом р, идущим от точки N к элементу [c.694]

Наглядным примером трехмерного течения может служить-обтекание кругового конуса под углом атаки. В экспериментах с конусами с полууглами при вершине 7,5, 12,5 и 40°, проведенных в водяной трубе при значении числа Рейнольдса 2,7 -10, вычисленного по длине конуса, был обеспечен ламинарный характер течения внутри пограничного слоя, оторвавшейся вихревой поверхности и ядра завихренности и измерены распределение давления, положение и интенсивность вихрей и угловая координата линий отрыва и присоединения [24]. [c.127]

В рамках нелинейной теории разработан метод решения стационарных задач о движении контура вблизи границы раздела двух жидкостей. Жидкость в каждом слое идеальная, несжимаемая, тяжелая и однородная, обтекание контура бесциркуляционное. Система интегральных уравнений задачи содержит в качестве неизвестных интенсивности вихревого слоя, моделирующего границу раздела, и слоя источников, расположенных вдоль контура, а также функцию, описывающую форму границы раздела жидкостей. Решение этой системы основано на использовании метода Ньютона и метода панелей высокого порядка. На основании разработанного численного метода проведен эксперимент по решению задач о движении кругового цилиндра и вихря заданной интенсивности под свободной поверхностью весомой жидкости. Полученные результаты обсуждаются на фоне линейной теории волн малой амплитуды, примененной для решения этих же задач. Сделан вывод о существенном влиянии нелинейности на форму свободной поверхности. Обнаружено, что решение нелинейных стационарных задач существует только в определенной области базовых параметров. [c.126]

Данные по частотам схода вихрей в зависимости от геометрических параметров обтекаемого тела имеют значительный разброс. Большинство исследователей согласны в том, что необходимо учитывать эффекты, связанные с пограничным слоем непосредственно перед отрывом. Эти эффекты невелики при обтекании круговых цилиндров, однако в случае тонких тел, таких, как профили лопаток, влияние пограничного слоя на периодический сход вихрей может быть значительным [8.10]. Предложено универсальное число Струхаля с использованием в качестве характерной длины полной толщины потери импульса в следе [8.11] и толщины вытеснения [8.12]. Эти попытки имеют тот недостаток, что толщина потери импульса зависит от донного давления, а толщина вытеснения — от осевого расстояния в области схода вихрей. Вполне вероятно также существование кратных мод в вихревых дорожках [8.13]. [c.227]

Модель радиальных потоков [ 10, 30-321 состоит в том, что за основу в вихревом течении принимается разделение двух потоков энергии потока кинетической энергии, направленного от центра к периферии, и потока тепла, направленного в противоположную сторону. Исходный газ в завихрителе термотрансформатора (см. рис. 6.1) создает интенсивный круговой поток, вращающийся по закону свободного вихря. По мере продвижения вдоль вихревого течения этот поток за счет сил внутреннего трения перестраивается в вынужденный вихрь, в результате чего происходит уменьшение круговых скоростей внутренних слоев и увеличение угловых скоростей внешних слоев. Это создает возможность перехода кинетической энергии от центра к периферии. В то же время за счет более высоких значений статической температуры у периферии вихря, по сравнению с центральными слоями, существует поток тепла, имеющий направление, противоположное кинетической энергии. Тепловой по гок по своей величине не в соетоянии компенсировать приосевым слоям потери кинетической энергии. Это и является основной причиной, объясняющей охлаждение центральных и нагрев периферийных слоев вихревого течения. Из модели Хилша-Фултона следует, что максимальный холодильный эффект будет иметь место возле дросселя термотрансформатора (см. рис. 6.1). Однако экспериментальные данные 6, Н, 9, 32, 37] указывают на максимум эффекта охлаждения ГЕОтока на выходе из диафрагмы. [c.158]

Исследование вихревого установившегося потока производится в двумерных решетках, в частности, в плоском потоке невязкой несжимаемой жидкости через вращающиеся круговые рещетки. Течение вязкой жидкости изучается в плоских установившихся потоках при больших числах Рейнольдса, когда влияние вязкости сводится к образованию на профилях пограничного слоя и турбулентных следов за решеткой. [c.14]

При работе подшипника с малыми эксцентриситетами движение вала может быть неустойчивым. Из-за формы эпюры давления вал смещается не по линии действия радиальной нагрузки, а под углом к ней (см. рис. 18.4). С уменьшением эксцентриситета угол нагрузки (р возрастает, а жесткость масляного слоя уменьшается из-за уменьшения клиновидности зазора. При этом малые изменения нагрузки приводят к большим перемещениям вала, которые легко переходят в вихревые движения. При нали -чии неуравновешенной центробежной силы круговые движения центра вала превращаются в спиральные с возрастающим радиусом, что приводит к ударам вала о вкладыш и разрушению подшипника. Самовозбуждающиеся колебания валов (автоколебания) характерны для быстроходных роторных машин. [c.475]

След за круговым цилиндром во многих аспектах подобен следу за плоской пластиной. Когда число Рейнольдса превышает некоторое критическое значение, за цилиндром формируется пара вихрей. Эта пара растягивается в направлении потока, становится несимметричной и в конце концов разрушается и сносится вниз по патоку, распространяя завихренность попеременно на обе стороны следа. При умеренно больших числах Рейнольдса не всегда существует начальная пара вихрей, и так как поверхность разрыва, сходящая с поверхности цилиндра, неустойчива, она свертывается в отдельные вихри с образованием вихревой пелены. Таким образом, вихревое движение определенной частоты существует при любом числе Рейнольдса, и вниз по потоку распространяется двойной ряд вихрей. При ббльших числах Рейнольдса, скажем более Ке = 2500, вихри рассеиваются по мере образования, поэтому двойной ряд вихрей не может существовать. На задней стороне цилиндра вихри периодически отрываются, пока число Рейнольдса не достигнет значения Ке = 4 -10 — 5 -10 . При этих значениях числа Рейнольдса течение в следе становится турбулентным. Как и в случае плоской пластины, хвостовая пластина за цилиндром предотвращает отрыв вихрей и оказывает сильное влияние на сопротивление цилиндра, уменьшая коэффициент сопротивления от 1,1 до 0,9 [11, 12]. Пластина эффективна на расстоянии первых четырех-пяти диаметров вниз по потоку. Если два вязких слоя на каждой стороне следа не взаимодействуют друг с другом в области, гдо они имеют тенденцию к свертыванию в вихрь, то не возникает стабилизирующего механизма, закрепляющего определенвое периодическое образование вихрей. Поэтому вязкие спои разрушаются независимо друг от друга [121. Давление за пластиной или цилиндром мевьше, чем давление [c.85]

Теоретическая модель ПВЯ для струйного течения в трубе с кольцевые сдвиговым слоем построена Ю.А. Кныщем и А.Ф. Урывским [1981]. Они исследовали процесс, начиная с первичной неустойчивости сдвигового слоя которая приводит к образованию дискретных вихрей. Далее - в результат вторичной неустойчивости - вихри объединяются в вихревое облако , цент] которого смещен относительно оси трубы, а само облако совершает круговое прецессионное движение. При моделировании вторичной неустойчивостр авторы используют плоскую модель точечных вихрей. Однако, как уже говорилось выще, в системе точечных вихрей развиваются неустойчивости, нехарактерные физическим свойствам течения. [c.377]

В заключение этого параграфа в качестве примера сложного поведения течения при росте числа Рейнольдса перечислим бифуркации следа за перпендикулярным набегающему потоку цилиндром кругового сечения (ср. Морковин (1964)). При Re lO происходит смена устойчивости и вместо монотонного плавного обтекания за цилиндром образуется пара стационарных вихрей. При Re > 40 эти вихри начинают поочередно отрываться от цилиндра,, замещаясь новыми вихрями, и уплывать вниз по течению, образуя вихревую дорожку Кармана, При Re > 100 вихри заменяются быстро турбулизирующимися областями поочередно отрывающихся пограничных слоев. При Re > 10 пограничные слои турбулизируются еще до отрыва, точка отрыва продвигается вниз по течению,, турбулентный след сужается и сопротивление уменьшается кризис сопротивления). При Re lO турбулентный след расширяется и сопротивление растет. Наконец, при Re lO след начинает колебаться, как целое. При наличии у жидкости свободной поверхности все эти явления могут видоизменяться, и на них еще наложатся так называемые корабельные волны. В стратифицированной жидкости все они будут сопровождаться генерацией различных видов внутренних волн. [c.123]

Пусть вертикальные оси двух двухслойных вихрей, каждый из которых, в свою очередь, состоит из двух круговых вихревых пятен (верхнего и нижнего слоев) единичного радиуса, разнесены на расстояние Ь. Диаграмма их возможных состояний в указанной части плоскости параметров (7, Ь/2) представлена на рис. 24. Здесь штриховой линией отмечена граница, определяемая решением уравнения (3.27) и разделяющая данную плоскость на части с финитным (слева) и инфинитным (справа) поведением дискретных вихрей. Как видно, эта линия вполне удовлетворительно отвечает и случаю распределенных вихрей между областями Ss и Si. Важно отметить, что подобный эффект получен и в [151], где расчеты велись с помощью разностного псевдо-спектрального кода и с учетом диссипации (бигармониче-ского трения) . Однако ясно, что взаимодействие распределенных вихрей значительно сложнее и имеет множество специфических отличий. Приведем только три примера, относящиеся, соответственно, к типам S2, Si и Ul, которым на диаграмме отвечают круглые маркеры (здесь расстояние между центрами вихревых пятен фиксировано, а параметр стратификации 7 принимает различные значения). [c.587]

Особый интерес представлял следующий эксперимент. На поверхности воды помещался подкрашенный слой керосина ( 5...10 см ). Вихревое кольцо генерировалось в бесцветной воде и двигалось снизу перпендикулярно границе раздела. После ее пересечения в керосине возникало подкрашенное кольцо, которое после отражения от верхней поверхности в конечном итоге оказывалось в воде. Появление окрашенного вихревого кольца в воде выглядело весьма эффектно. Интересны фотографии, связанные с генерацией двух одинаковых вихревых колец, расположенных в начальный момент одно над другим. В процессе движения кольца сближались, а затем перезамыкались и образовывали одно большое кольцо, колеблющееся около круговой оси. В совокупности результаты показывают, что весьма тонкие закономерности движения вихревых колец доступны для наблюдения с помощью самых простых средств. Эта ситуация хорошо просматривается и в исследованиях по вихревым кольцам в воздухе [ 95, 208, 256 ], где установлен ряд их характерных свойств. В частности, экспериментально обнаружена упругость вихревых колец при косом ударе, когда два дымовых вихревых кольца отскакивали друг от друга и начинали колебаться, как это происходит при соударении в воздухе двух каучуковых колец. Еще одним замечательным свойством дымовых вихревых колец является их отклонение от приближаемого к ним сбоку острия ножа. [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...