След за обтекаемым телом

Задачи о струе в спутном потоке, следе за обтекаемым телом п т. п. сложнее, чем задача о затопленной струе они требуют использования некоторых дополнительных физических соображений. [c.393]

Турбулентное течение жидкости в каналах различной формы, в пограничном слое обтекаемых потоком жидкости тел, в следе за обтекаемым телом и в свободной струе является вообще анизотропным и неоднородным. [c.396]

При больших числах Re влияние вязкости сосредоточивается в небольшой области около тела, т. е. б < 1. В этом случае Прандтль предложил разделить поток, который обтекает тело, на три участка (рис. ХП.1). Первый — непосредственно прилегает к обтекаемому телу и обычно называется пограничным слоем. Это очень тонкий слой, в котором сосредоточено все влияние вязкости. Второй участок — след за обтекаемым телом, третий — вся остальная область, в которой влияние вязкости не сказывается, и, следовательно, ее можно рассматривать как область потенциального потока идеальной жидкости. [c.294]

Для установления указанной связи применим к следу за обтекаемым телом интегральное соотношение пограничного слоя (XII.22). Так как в следе т , = О ввиду отсутствия стенки, то уравнение (XI 1.22) будет иметь вид [c.341]

В табл. 14.4 представлены расчетные зависимости для течений в следах за обтекаемыми телами. Метод расчета Г. Н. Абрамовича позволяет не только рассчитать параметры течения на большом удалении от тела (х > 100%), но и произвести оценки размеров циркуляционной зоны, формирующейся непосредственно за телом. Для расчета необходимо располагать значением коэ( и-циента лобового сопротивления тела. Например, для цилиндра Сх = 1,32. [c.210]

Турбулентный след за обтекаемым телом [c.664]

ТУРБУЛЕНТНЫЙ СЛЕД ЗА ОБТЕКАЕМЫМ ТЕЛОМ 665 [c.665]

В предшествующих параграфах рассматривались те случаи установившихся турбулентных движений вязкой несжимаемой жидкости, которые имеют место при наличии твёрдых стенок. Однако в природе и технике встречаются случаи установившихся турбулентных движений жидкостей и газов без ограничивающего влияния твёрдых границ и без наличия продольных перепадов движения. Характерными примерами таких движений могут служить 1) движение частиц жидкости в струе, вытекающей из какого-либо резервуара в пространство, занятое той же самой жидкостью, но находящейся в покое на достаточном удалении от отверстия, 2) движение жидкости позади выпуклого тела на достаточном от него удалении при обтекании этого тела безграничным потоком, т. е. движение в так называемом следе за обтекаемым телом. Эти два случая свободных турбулентных движений имеют общие черты, заключающиеся в том, что внешняя граница, отделяющая область турбулентного движения жидкости от остальной части жидкости, постепенно расширяется по мере удаления в случае струи от отверстия, а в случае следа—от обтекаемого тела, и в том, что распределение основных скоростей по сечениям, перпендикулярным к основному направлению течения в струе [c.493]

Таким образом, для изучения турбулентного движения жидкости в струе или в следе за обтекаемым телом могут быть использованы уравнения, аналогичные уравнениям (7,6) турбулентного пограничного слоя с той лишь разницей, что в большинстве случаев давление в струе или в следе можно считать постоянным, т, е. можно полагать [c.494]

Вторым исходным положением при изучении движения жидкости в свободной струе и в следе за обтекаемым телом явилось предположение о наличии подобия в распределении по сечениям струи или следа отношения основной скорости в произвольной точке сечения к основной скорости, например, на средней линии струи или следа. Если через Ь х) обозначить половину условной ширины струи или следа, через и, —значение основной скорости на средней линии и через Т — отношение расстояния з< рассматриваемой точки в данном сечении до средней линии к половине ширины струи, то указанная выше гипотеза о подобии в распределении отношения скоростей в соответственных точках различных сечений струи или следа будет представляться в виде [c.495]

След за обтекаемым телом 493 Слой вихревой, диффузия его 315 [c.517]

Полуэмпирические теории 20-х и 30-х годов рассматривали только простейшие статистические характеристики турбулентных течений. Как правило, принимаемые в этих теориях гипотезы позволяли замкнуть уже самые первые уравнения системы Фридмана—Келлера, содержащие только одноточечные первые и вторые моменты гидродинамических полей — так называемые уравнения Рейнольдса. Заметную роль в полуэмпирических теориях играло использование свойств симметрии турбулентности в течениях того или иного вида и некоторых простейших гипотез подобия (в частности, в полуэмпирических теориях турбулентных струй и следов за обтекаемыми телами). Так, например, одним из важнейших выводов полуэмпирических теорий явилось установление универсального (т. е. справедливого при всех не слишком малых числах Рейнольдса) логарифмического закона для профиля осред-ненной скорости в трубах, каналах и пограничных слоях на плоской пластинке. Этот закон можно вывести из одной только естественной гипотезы подобия, касающейся распределений вероятностей гидродинамических полей турбулентности в полупространстве, или из соображений размерности, опирающихся на простейшие предположения о физических величинах, определяющих в этом случае турбулентный режим. [c.15]

Только в случае следов за обтекаемыми телами дело обстоит немного сложнее, так как здесь, кроме действующей на тело сум- [c.315]

Пограничным слоем называется область течения, где силы вязкости соизмеримы с силами инерции. (Заметим, что различают пристенный ПС — слой жидкости, непосредственно прилегающий к твердой поверхности, и свободный ПС — аэродинамический след за обтекаемым телом, в котором силы вязкости существенны.) [c.118]

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]

Таков, в частности, след за обтекаемым шаром. Отметим в этой связи, что полученные формулы (как и формула (21,16) ниже) находятся в согласии е распределением скоростей (20,24) при обтекании с очень малыми числами Рейнольдса в этом случае вся описанная картина отодвигается на очень большие расстояния г (/R (I — размеры тела) [c.107]

В данном случае, наряду с пристенным пограничным слоем, образуется пограничный слой другого типа — гидродинамический (или аэродинамический) след ГС. Это область за обтекаемым телом, где еще заметно сохраняется неравномерное распределение скоростей, вызванное тормозящим влиянием твердой поверхности. По мере удаления от тела вниз по течению благодаря действию сил вязкости скорости выравниваются и границы между гидродинамическим следом и внешним потоком расширяются. [c.326]

Следует, однако, иметь в виду, что течений жидкости, строго отвечающих условиям потенциальности, в природе и технике не встречается. Представление о безвихревом характере движения является идеализацией, которая лишь с большей или меньшей степенью достоверности воспроизводит отдельные классы реальных течений. И тем не менее эта идеализация имеет важнейшее не только теоретическое, но и прикладное значение. Оно обусловлено тем, что вязкость жидкости, являющаяся первопричиной (для несжимаемой жидкости единственной) возникновения вихрей, проявляется, как правило, в ограниченных областях вблизи твердых поверхностей или в относительно узкой полосе за обтекаемым телом. В остальной части потока его завихренность может оказаться настолько малой, что поток можно считать потенциальным. Разумеется, встречается немало случаев, когда поток является сплошь завихренным и ни в какой его части влияние вязкости нельзя считать малосущественным. Такой поток может быть рассчитан только методами теории вязкой жидкости. Однако в тех случаях, когда допущение о потенциальности обосновано, его использование может значительно облегчить решение основной задачи гидродинамики. К числу таких случаев относится, например практически важная задача об обтекании твердых тел безграничным потоком (так называемая внешняя задача гидроаэродинамики). [c.225]

Если перед рабочим колесом лопастного насоса имеется какое-то тело (направляющая лопатка, стойка подшипника и т. д.), вследствие вязкости жидкости за обтекаемым телом в потоке образуется кромочный след, местные скорости в котором резко отличаются от средней скорости потока. При попадании лопасти колеса в кромочный след входная относительная скорость, равная векторной сумме абсолютной и окружной скоростей, изменяется по величине и по направлению, что влечет за собой изменение угла атаки. [c.169]

К задаче о струе близко подходит другая важная задача теории свободной турбулентности — об аэродинамическом следе вдалеке за обтекаемым телом. [c.664]

Крупномасштабные компоненты вносят основной вклад в передачу через турбулентную среду импульса и тепла, и потому их описание необходимо для расчетов сопротивления и теплообмена при обтекании твердых тел жидкостью или газом. Поэтому естественно, что при развитии теории турбулентности разработке методов описания крупномасштабных компонент было уделено первоочередное внимание. Неотложные нужды практики потребовали проведения большого числа экспериментальных исследований свойств крупномасштабных компонент турбулентности для течений в трубах, каналах, пограничных слоях и в свободных турбулентных течениях (струи, следы за обтекаемыми жидкостью телами и т. п.). На базе этих исследований были построены так называемые полу эмпирические теории турбулентности. Этот этап начался еще в середине 10-х годов текущего столетия, а его расцвет пришелся на 20-е и 30-е годы. Решающие шаги в развитии полу-эмпирического подхода к теории турбулентности были сделаны Джеффри Тэйлором (1915, 1932), Людвигом Прандтлем (1925) и Теодором фон Карманом (1930). [c.14]

До сих пор в настоящей главе мы рассматривали турбулентные течения в каналах, трубах и пограничных слоях, т. е. течения около твердых стенок, трение о которые приводит к непрерывному порождению завихренности и оказывает непосредственное влияние на все течения. Однако в природе и в технике часто встречаются также турбулентные течения совершенно другого рода, в которых непосредственное влияние каких-либо твердых стенок отсутствует и которые называются поэтому свободной турбулентностью. Важнейшими видами свободных турбулентных течений являются турбулентные следы за обтекаемыми жидкостью (или движущимися сквозь жидкость) твердыми телами, турбулентные струи и зоны турбулентного перемешивания, возникающие на границе между течениями, имеющими разную скорость и не разделенными какими-либо твердыми стенками. [c.306]

Аналогичные гипотезы об автомодельности могут быть сформулированы и для других конкретных типов свободных турбулентных течений. Из них мы рассмотрим здесь следующие плоскую турбулентную струю, бьющую в заполненное той же жидкостью лространство л >0 по направлению оси Ох из бесконечно длинной щели, расположенной в плоскости Оуг вдоль оси Оу трехмерный след за расположенным вблизи начала координат телом конечных размеров, обтекаемым жидкостью по направлению оси Ох плоский турбулентный след за бесконечно длинным цилиндром с осью вдоль оси Ог/, обтекаемым жидкостью по направлению оси Ох наконец, зону перемешивания между двумя плоскопараллельными течениями в направлении Ох в полупространствах > О и г < О, имеющими в начальном сечении Оуг постоянные, но различные скорости (скажем, Ji при г > О и [/г при г<0). При этом в случае следов за обтекаемыми телами естественно перейти к подвижной инерционной системе координат, перемещающейся вместе с невозмущенным обтекающим течением (т. е. рассматривать лишь отклонения скорости течения в следе от невозмущенной скорости, затухающие на большом расстоянии от тела) в случае же зоны перемешивания инерционную систему координат надо выбрать так, чтобы выполнялось равенство /2 = — [c.312]

При обтекании круглого цилиндра потенциальным потоком благодаря симметричному распределению давлений по поверхности цилиндра результирующая этих сил равна нулю (парадокс Даламбера). Следовательно, для этого случая = 0. Можно доказать, что во всех случаях безотрывного обтекания цилиндрических тел потенциальным потоком сопротивление давления равно нулю. Однако при отрывном обтекании, когда за телом образуется мертвая зона или суперкавитационная каверна (см. п. 10.2), теория потенциальных течений дает не равное нулю значение силы сопротивления давления. Так, в п. 7.12 было доказано, что при струйном обтекании пластины, поставленной нормально к потоку (см. рис. 7.30), коэффициент лобового сопротивления, являющегося в данном случае сопротивлением давления, равен 0,88. Это подтверждается опытом только в тех случаях, когда за обтекаемым телом действительнсГобразуется зона, заполненная парами или газом, в которой давление приблизительно постоянно, как это предусмотрено теорией. Но в большинстве случаев за обтекаемым телом образуется так называемый гидродинамический след, представляющий собой область, заполненную крупными вихрями, которые, взаимодействуя и диффундируя, постепенно сливаются и теряют индивидуальность. На достаточном расстоянии от тела (дальний след) образуется непрерывное распределение дефекта скоростей в потоке, близкое к распределению скоростей в струнном пограничном слое. Наличие вихрей в гидродинамическом следе приводит к понижению давления на тыльной части поверхности тела и соответствующему увеличению сопротивления давления, которое часто называют также вихревым сопротивлением. [c.391]

При движении твердого тела в газе или жидкости возникают так называемые шумы обтекания. Начальный участок o6i екания может создавать шум типа краевого тона (см. предыдущий параграф), тогда как след, образующийся за обтекаемым телом, который становрпся турбулентным уже при числе Рейнольдса для следа Re 100, генерирует шум квадрупольного происхождения. При обтекании тел может возникать вихревой звук большое значение имеет шероховатость обвода тела. [c.442]

Начнем с непрерывно действующего стационарного источника прим еси и воспользуемся тем, что поток примеси через любую плоскость X = onst должен быть постоянным. В случае турбулентного следа скорость переноса примеси по направлению ОХ вдали от обтекаемого тела практически равна скорости обтекаемого потока. В то же время размеры площади в плоскости X = onst, на которой имеется заметный поток примеси от точечного источника в точке х = О, в случае трехмерного следа за небольшим телом будут расти пропорционально Х а в случае двумерного следа за цилиндром — пропорционально [c.565]

Схема 9, в рассмотрена и рассчитана Н. Е. Жуковским еще в 1890 г., но не для задачи о кавитационном обтекании тела. Для реального следа за обтекаемой пластинкой она была предложена А. Рошко в 1954 г. В том же году Р. Эппл ер применил аналогичную схему для уточненного расчета [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...