Вихревая дорожка движение

Результаты опытов авторы объясняют пониженной температурой внутри вихрей, рассчитанной по методу К- И. Страховича, но при адиабатном процессе. При этом циркуляция вихрей определялась в предположении, что вся завихренность потока жидкости, обтекающего пластину, локализуется в пограничном слое и переносится на дискретные вихри в следе. При этом циркуляция скорости в вихрях достаточно высока, чтобы образовалась зона пониженных давлений. При сделанных допущениях температура в вихрях настолько снижается, что наступает переохлаждение и затем интенсивная конденсация пара. Таким образом авторы объясняют повышенную концентрацию влаги в следе, несмотря на перегрев пара. Заметим, что эта оригинальная гипотеза требует подтверждения адиабатного вихревого движения пара и возможности достаточно длительного существования вихревой дорожки Кармана в сильно турбулизирован-ном потоке в турбине. [c.229]

Затем на поверхностях моделей I и II устанавливались проволочные кольца, которые вызывали местное возмущение потока, а их влияние на положение перехода наблюдалось посредством хорошо заметных тонких струек белых чернил, непрерывно вытекающих из отверстия, расположенного перед проволочным кольцом. Каждое проволочное кольцо располагалось в ламинарном потоке в плоскости, нормальной к оси модели. Изменения в потоке пограничного слоя перед и за проволокой с увеличением скорости регистрировались поведением тонких струек чернил. При данной скорости их поведение зависело от диаметра и положения проволоки. При малых скоростях струйка чернил плавно обтекает проволоку, не образуя кильватера. С увеличением скорости за проволокой образовывались локальные вихри. Вначале эти вихри были довольно устойчивыми, однако с увеличением скорости они приобретали спиральное движение по периферии проволоки и вливались непрерывно или прерывисто в пограничный слой в виде слабой вторичной тонкой полоски чернил. При более высоких скоростях вращательное движение пропадало, образовавшиеся ранее вихри вытягивались, а их концы переходили в вихревую дорожку. С приближением к зоне перехода на некотором расстоянии за проволокой струйки чернил приобретают незначительное колебание и временно отрываются от поверхности. В пре- [c.130]

Для нас еще более интересно применение закона сохранения количества движения следа к модели вихревой дорожки из [c.116]

Расположим ось х посредине между цепочками и направим ее в сторону движения. Если иа наше течение наложить равномерный поток, скорость которого равна —К, то вихревая дорожка будет покоиться, цилиндр будет двигаться со скоростью У — V, а жидкость на бесконечности будет иметь скорость —V (исключая окрестность вихревого следа). Динамические условия при этом ие изменяются. [c.360]

Постоянное образование за обтекаемым телом новых вихрей означает, что тело испытывает определенное сопротивление, так как иначе не соблюдался бы закон сохранения энергии. Для вычисления сопротивления можно было бы воспользоваться законом сохранения энергии, но для этого надо знать диаметр ядра вихрей. Другой способ вычисления сопротивления, основанный на теореме о количестве движения, не требует знания указанного диаметра. Такое вычисление было выполнено Карманом. Измеряя фотографический снимок вихревой дорожки и скорость вихрей относительно тела. Карман в результате своих вычислений получил для коэффициента сопротивления значения, хорошо совпадающие со значениями, определенными экспериментальным путем. Опыт показывает, что размеры вихревой дорожки зависят от размеров тела, однако установить эту зависимость теоретическим путем до сих пор не удалось. [c.251]

Как происходит переход от рассмотренного ламинарного обтекания к вихревой дорожке, ясно видно из фотоснимков движения круглого цилиндра в масле , изображенных на рис. 146. [c.256]

При возрастании числа Рейнольдса вихревая дорожка теряет свой правильный характер и движение в кильватерном потоке делается турбулентным. Зависимость скорости го кильватерного потока от расстояния х от тела теперь получается иной, чем прежде. Эту зависимость можно определить следующим образом. Длина пути перемешивания, очевидно, пропорциональна ширине кильватерного потока, поэтому, согласно сказанному в 4, пульсационные скорости и и V пропорциональны средней скорости г 1 кильватерного потока. Возрастание ширины кильватерного потока можно принять пропорциональным г>, следовательно, пропорциональным То1 Таким образом, [c.257]

В следе за двумерной поверхностью образуется вихревая дорожка Кармана, и благодаря упорядоченному движению в этом [c.15]

Коэффициент донного давления Ср уменьшается с ростом числа Маха, вероятно, вследствие влияния сжимаемости на вихревую дорожку, при этом ширина следа медленно увеличивается. Появление скачка уплотнения на задней кромке профиля и установление сверхзвукового обтекания задней части профиля приводят к сложному взаимодействию между движением вязкого слоя. [c.16]

Отсюда следует, что величина проекции количества движения на продольную ось идеальной вихревой дорожки (13.2), соответствующая паре вихрей (т. е. одному периоду), должна быть равна рх/г. Этот результат можно получить также путем интегрирования вдоль контура [31, 243]. Точнее, пусть текущее значение количества движения на единицу длины следа для идеальной вихревой дорожки М х) определяется формулой [c.366]

В данной работе выведены уравнения движения для произвольной вихревой решетки (включая предельный случай вихревой дорожки) и предложена новая формула для энергии решетки. Эволюционные уравнения, записанные через тета-функции Якоби, получены путем суммирования отдельных вихревых составляющих по всей решетке. Поскольку получившиеся ряды не являются абсолютно сходящимися, результат зависит от порядка суммирования. [c.337]

Выдающаяся роль в разработке теории обтекания тел потоком, имевшей исключительно важное значение для развития авиации, принадлежит Н.Е.Жуковскому. Он показал, что подъемная сила крыла связана с вихрем, названным им присоединенным, обтекающим крыло. Основная идея расчета подъемной силы сводится к следующему. Если бы в воздухе отсутствовали силы вязкости, то картина обтекания крыла была бы такой, как на рис. 4.28(й). Подъемная сила, однако, будет равна нулю, поскольку поток позади крыла не изменил направления движения. Обтекание крыла реальным воздухом, изображенное на рис. 4.28(в), может рассматриваться как суперпозиция невязкого обтекания (а) и вихревого движения воздуха вокруг крыла самолета по часовой стрелке (б). Величина подъемной силы напрямую связана с наличием циркуляции скорости Г (4.24) по контуру, охватывающему крыло самолета. Этот контур должен находиться вне пограничного слоя (б), толщина которого для движущегося с дозвуковой скоростью самолета составляет несколько сантиметров. Из закона сохранения момента импульса следует, что позади крыла должны образовываться вихри с движением в них воздуха против часовой стрелки. На рис. 4.29 представлена фотография вихревой дорожки, образующейся при обтекании модели крыла самолета. Эта цепочка вихрей появляется потому, что при отрыве от крыла одного вихря циркуляция [c.82]

Вычисляя действительную часть комплексной скорости (4.21) при Ъ = И2, мы найдем скорость движения вихревой дорожки [c.141]

Проведем теперь около тела и дорожки Кармана некоторую контрольную поверхность S так, чтобы вблизи тела она проходила в упомянутой выше области, где, с одной стороны, справедливо уравнение (4.50), а с другой стороны, движение жидкости можно считать несжимаемым. Впереди тела эта поверхность пусть образуется плоскостью АВ и затем продолжается плоскостями 4 С, BD (см. рис. 42), прикрывающими вихревую дорожку. Далее, очевидно, достаточно рассматривать отрезок цилиндра длиною —LI2 <С <С LI2, так как состояние вдоль цилиндра не меняется, а концевые эффекты мы будем игнорировать. Если бы значения потенциала и его производных на этой поверхности были известны, то, применяя обобщенную для уравнения (4.50) теорему Кирхгофа (1.108), мы могли бы найти значение потенциала в любой точке пространства. [c.151]

Течение над теплой пластиной в режиме "вихревой дорожки" может внешне отличаться от классической вихревой дорожки Кармана, которая реализуется над пластиной при 7Ri = О и Re > R q = 28.6. Для нее характерны следующие черты. Вихри располагаются в шахматном порядке. Вихри вращаются так, что на внешней стороне следа вращательное движение направлено в ту же сторону, что и основной поток. Во внутренней области следа (около оси z) вращательное движение направлено в сторону пластины. Такое нормальное расположение вихрей обеспечивает вертикальную скорость на оси следа (j = О, г > 0) меньше скорости внешнего потока. [c.66]

Наибольшее распространение получили вихревые расходомеры с телом обтекания, которое находится на пути потока и измеряет направление движения обтекающих его струй. При уменьшении проходного сечения их скорость растет, давление снижается. За миделевым сечением скорость уменьшается, а давление постепенно восстанавливается. На передней стенке тела обтекания создается повышенное давление, а на задней — пониженное. Пограничный слой после миделева сечения отрывается от тела и под влиянием пониженного давления за телом образует вихри. Образование вихрей с обеих сторон происходит поочередно, возникает дорожка Кармана. [c.363]

Определяемое из этой таблицы отношение иЬ позволяет также вычислить коэффициент Струхаля ч в формуле (4.5) для частоты вихревого звука для цилиндра и пластинки. Действительно, в системе координат, в которой тело покоится, доро кка вихрей движется со скоростью, по абсолютной величине равной и—и), в направлении, противоположном движению тела (рис. 42). Когда дорожка сместится на I, то вся картина движения вихрей повторится. Поэтому период движения есть Т=И ь —и), [c.142]

Казалось бы, не составляет труда дать определение турбулентности, отражающее наиболее существенные особенности этой формы движения жидкости. Однако практика показала, что данный вопрос нередко вызывает затруднения. Действительно, часто можно услышать высказывания типа Турбулентные течения — это течения, которые имеют сложную вихревую структуру . Такое определение турбулентности нельзя признать удачным, хотя может показаться, что оно вытекает из опыта О. Рейнольдса. Действительно, существуют течения, имеющие весьма сложную структуру, которые, тем не менее, являются течениями ламинарными. Примером может служить хорошо известная дорожка Кармана в следе за обтекаемым телом, в которой отчетливо видны вихри Кармана (см. рис. 7.14). [c.133]

Вихревая дорожка. Предварительно рассмотрим струйку, у которой средняя скорость существенно отличается от скорости основного потока и ширина которой мала по сравнению с шагом решетки. В относительном движении выделенной струйки вектор скорости Wi t отличается от средней скорости основного потока Wi на величину недостатка скорости 0,5Awi = 0,5A i (рис. XIV.1). Вектор Awi разложим на две составляющие Аи)1т, параллельную вектору Wi, и Ашщ, перпендикулярную этому вектору. Эти составляющие скорости характеризуют недостаток скорости струйки в соответствующих направлениях. Скорость перпендикулярная [c.245]

В.ЧЗКОЙ жидкости. Рассуждения, приводящие к понятию установившегося течения жидкости, неубедительны. Теория идеальной жидкости с большим успехом применяется для расчета неустановившихся течений. Потенциальные течения жидкости, математически возможны, но они могут быть неустойчивыми. Вероятно, что беспорядочные вихревые движения в слсде, теоретически вводимые при изучении течения идеальной жидкости, мало отличающегося от потенциального течения (например, течения Кармана с бесконечными вихревыми дорожками), являются удовлетворительной математической моделью процессов, наблюдаемых при больших числах Рейнольдса. Следует считать, что задачи с симметричными условиями могут и не иметь устойчивых симметричных решений. Таким образом, парадоксы теории идеальной жидкости могут являться парадоксами топологического переуп-рощения и парадоксами симметрии [4], [c.64]

Внезапное начало движения плоской пла-СТШ1КИ. Пластинка продвинулась из состояния покоя на 5,02 своей ширины. Картина течения все еще симметрична, хотя позднее она превратится в колеблющуюся вихревую дорожку. Согласно наблюдениям, длина рециркуляционной области растет пропорционально времени в степени 2/3. (Taneda, Honji, 1971] [c.40]

Вихревая дорожка Кармана за круговым цилш-дром при Ке = 140. Вода обтекает цилиндр диаметром 1 см со скоростью 1,4 см/с. Визуализация движения осуществляется так частицы метятся белым коллоидным дымом, создаваемым элек- [c.58]

Вихревая дорожка Кармана за круговым цилиндром при Re = 105. Расширяющаяся сперва спутная струя, показанная на двух предыдущих снимках, развивается в два параллельных ряда шахматно расположенных вихрей. Теория Кармана, построенная без учета вязкости, показывает, что такая дорожка устойчива при отношении ее ширины к продольному расстоянию между вихрями, равном 0,28. Визуализация движения в воде осуществляется электролитическим способом. Фото Sadatoshi Taneda [c.59]

Главы 6—14 образуют законченное целое в них делается попытка дать подробное описание двумерного движения с единой точки зрения функций комплексного переменного при этом широко применяется конформное отображение, теорема Чаплыгина — Блазиуса и ее обобщения. В главе 6 исследуются потенциальные течения в главе 7 рассматривается простое крыло Жуковского, глава 8 посвящена источникам и стокам. В главе 9 подробно рассматривается движение цилиндра и дается обобщение теоремы Кутта — Жуковского, охватывающее случай ускоренного движения (п. 9.53). Глава 10 содержит изложение теоремы Шварца — Кристоффеля о конформном отображении и ее некоторые непосредственные приложения в главах 11, 12 даются дальнейшие приложения с целью изучения прерывных течений с отрывом струй и образованием каверн в потоке за цилиндром, сюда включено также описание изящного метода Леви-Чивита. Глава 13 посвящена рассмотрению прямолинейных вихрей, вихревой дорожки Кармана и сопротив.1с-нию, вызванному вихревым следом за телом. В главе 14 рассматривается. 1вумерное волновое движение жидкости. [c.10]

Применяя теорему об изменении количества движения, Карман вывел формулу для лобового сопротивления тела, происходящего от вихревой дорожки . Эта формула имеет такую же структуру, как и общая формула (9), выведенная методом импyw ь oв, с тою [c.604]

Следует отметить, что кроме необходимости в экспериментальном определении величин, входящих в теоретическую формулу, теория лобового сопротивления, данная Карманом, имеет и другие недостатки. Она относится только к неудобообтекаемым телам, определяет не полное лобовое сопротивление, а только часть его, происходящую от вихревой дорожки, и, кроме того, относится к весьма ограниченному диапазону чисел Рейнольдса. Как же указывалось ранее, устойчивые вихревые дорожки за неудобо-обтекаемыми телами наблюдаются только при числах Рейнольдса, не превосходящих приблизительно 2500. При больших значениях числа Рейнольдса движение жидкости в спутной струе становится турбулентным непосредственно за телом, вихри вследствие турбулентного перемешивания очень быстро диффундируют в окружаю-п(ую жидкость, так что, едва boshhkhj b, они тотчас же затухают. [c.605]

На кормовой части обтекаемого тела всегда происходит отрыв пограничного слоя с выносом газа во внешнее течение с образованием вихрей и большой потерей энергии. Явление отрыва пограничного слоя при ленточном шлифовании наблюдается в местах огибания бесконечной лентой роликов лентопротяжных механизмов и сложнофасонных копиров. В результате за кормовой частью этих элементов образуется область, в которой распределение давления сильно отличается от распределения давления, соответствующего участкам прямолинейного движения абразивной ленты. За роликами на некотором расстоянии образуются определенная последовательность вихрей, которую называют вихревой дорожкой Кармана . Вихревые дорожки в общем случае не устойчивы. [c.194]

Г. В. Каменков предложил в основу определения параметров вихревой дорожки А Г, /г и / положить принцип наименьшего сопротивления для установившегося движения твердого тела в жидкости. Установив связь этого принципа с вопросом об устойчивости дорожки и исходя из теоремы о количестве движения. Г. В. Каменков получил уравнение для определешия параметров дорожки, дающей наименьшее сопротивление. Характеризующие дорожку ве- [c.199]

Известно, что с тел, обтекаемых потоком жидкости, срываются вихри это явление особенно хорошо заметно при наблюдении за движением быстротекущей воды у быков моста. За быками видны отшнуровывающиеся поочерёдно слева п справа от них вихри, образующие цепочку вихрей, или так называемую вихревую дорожку Кармана (рис. 155). Мы не имеем здесь возможности подробно рассмотреть вопрос о самом механизме возникновения вихрей, хотя он и представляет интерес с физической точки зрения. Отметим только, что каждый срывающийся с обтекаемого тела вихрь создаёт определённый импульс давления и служит, таким образом, источником звука. [c.244]

Объем жидкости в пограничном слое обладает моментом количества движения относительно оси, нормальной к плоскости потока и проходящей через центр объема. Такое движение жидкости обладает завихренностью, поэтому наряду с поступательным движением объема жидкости происходит и вращательное движение. Топкие слои неустойчивы, они распадаются на отдельные вихри, уносимые потоком. Вихри располагаются за цилиндром в шахматном порядке (рис. 3.13), так как симметричное расположение вихрей — один над другим в дорожке — неустойчиво, что подтверл<дается многочисленными опытами и наблюдениями натуры. Вихри срываются не только с круглого цилиндра, но и с тел любой формы. Вихревую дорожку за круглым цилиндром называют дорожкой Бенара — Кармана, а часто— просто Кармана. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...