Вихри срывающиеся

Итак, начальный вихрь, срывающийся с задней кромки крыла, вызывает возникновение циркуляции вокруг крыла, которая [c.24]

Процесс образования вихрей является автоколебательным процессом, обусловливаемым размерами тела, величиной и направлением вектора скорости обтекающего потока, а также вязкостью среды. На некотором расстоянии от препятствия вихревой слой распадается на отдельные вихри, срывающиеся поочередно с двух сторон тела и образующие за препятствием вихревую дорожку Кармана. Образование вихрей зависит от лобового сопротивления препятствия, так как при обтекании его возникает переменная по знаку сила, перпендикулярная направлению основного потока. [c.150]

Вращающиеся вихревые потоки, имеющие место в неограниченной среде, например вихри, срывающиеся с дельтаобразного крыла самолета, часто имеют одну особенность, напоминающую гидравлический прыжок в трубах. В некотором сечении такого вихревого следа существует внезапный переход к другому состоянию движения, как бы распад или взрыв. [c.80]

Скорость, индуцированная в точке Рх верхнего крыла 1, обусловленная свободным вихрем, срывающимся с конца нижнего крыла 2, содержится в плоскости А ВхА В у нормальной к главному потоку, перпендикулярна отрезку РхВ и равна [c.377]

Итак, начальный вихрь, срывающийся с задней кромки крыла, вызывает возникновение циркуляции вокруг крыла, которая и порождает подъёмную силу. На фотографии обтекания крыла (фиг. 174) видны как начальный вихрь, так и циркуляционное течение около крыла. [c.363]

Учитывая эту особенность пограничного слоя около криволинейной поверхности, можно выяснить причины отрыва потока от обтекаемого тела и образования вихрей, срывающихся с обтекаемой поверхности. [c.261]

Рассмотрим движение цилиндра (фиг. 4) в вязкой среде. Теоретически в точках А и А имеется повышенное давление и в точках С и С—пониженное. Поэтому около поверхности цилиндра получаются течения от к С и С и от Л к С и С з этими течениями пограничный вихревой слой увлекается, и за точками С и С вследствие получившихся противоположных токов начинают появляться вихри. При малых скоростях движения течение получается почти точно симметричное (фиг. 5). При увеличении же скорости вихри ва цилиндром приобретают известную интенсивность и питаются пограничным слоем, смываемым общим течением (фиг. 6), и ва телом образуются два симметрично расположенных вихря. Однако такое расположение парных вихрей не является устойчивым наличие каких-либо случайных причин, хотя бы в виде сотрясений, ведет к изменению их на вихри, отрывающиеся от цилиндра поочередно и располагающиеся сзади в шахматном порядке (фиг. 7). Периодич. отрывание таких вихрей наблюдается и при обтекании других тел и может при известной частоте произвести слышимый звук (напр, в органных трубах) или, попадая в резонанс, произвести колебания других систем (напр, вибрации проволок на аэроплане или стабилизатора от вихрей, срывающихся с крыльев аэроплана). Система шахматных вихрей позволила проф. Карману создать вихревую теорию лобового сопротивления. [c.437]

Процесс дискретизации уравнений часто меняет не только количественную точность, но и качественное поведение решений. Так, некоторые виды дискретных аналогов привносят своего рода вязкостные эффекты, даже если исследователь намеревался иметь дело с уравнениями для невязкой жидкости. Другим очень важным ограничением является неспособность численного эксперимента надлежащим образом учитывать турбулентность и вообще такие физические явления (турбулентность, линии скольжения, вихри, срывающиеся с острых кромок), которые имеют слишком малый масштаб, чтобы быть с достаточной точностью разрешенными на конечно-разностной сетке, и в то же время могут оказывать существенное влияние на крупномасштабные свойства течения. Примером такого явления может [c.15]

Вихри, срывающиеся с цилиндра с частотой, определяемой числом Струхаля, приводят к появлению знакопеременной подъемной силы. Механизм этого явления заключается в следующем при срыве вихря, например, с нижней стороны горизонтального цилиндра (левое вращение), возникает вращательное движение жидкости, противоположное по знаку вращению оторвавшегося вихря, что следует из постоянства циркуляции (теорема Томсона). Это вращательное движение жидкости вокруг цилиндра приводит к увеличению скорости сверху и к ее понижению снизу, что по теореме Бернулли повышает давление снизу цилиндра и понижает — сверху. Вследствие разности давлений возникает направленная поперек потока и вверх подъемная сила. Через полупериод, определяемый для круглого цилиндра числом Струхаля, равным 0,2, срывается сверху вихрь правого вращения циркуляция будет противоположного вращения, что вызывает появление подъемной силы, направленной вниз. Через следующий полупериод картина зеркально повторится и т. д. При неизменной скорости потока такие вихри регулярно срываются с цилиндра и на него также регулярно действуют импульсы силы. Подъемная сила не может мгновенно появиться и исчезнуть через полупериод, что объясняется инерцией жидкости, поэтому график движения ее имеет вид синусоиды со сдвигом фазы приблизительно на 90° относительно движения. Это установлено опытами в трубе с использованием градуированных датчиков давления с поправками на инерцию [24]. [c.100]

Рис. 3.27. График изменения циркуляции вихрей, срывающихся с кромки отсоса

В приведенных на фиг. 9, 10 примерах картины течений над пластиной при малых (варианты а) вихри располагаются в дорожке в нормальном порядке. При больших л/Ш (варианты в) вихри также движутся в шахматном порядке, однако вдали от пластины направление их вращения противоположно нормальному. Вихри, срывающиеся с правого (левого) края пластины, сразу над пластиной пересекают ось г и перемещаются в противоположный левый (правый) ряд вихрей. [c.67]

Благодаря различной угловой скорости вращения элементов лопасти винта, частота срывающихся с лопасти вихрей увеличивается по мере приближения к концу лопасти. По этой причине, а также благодаря тому, что срыв вихрей есть случайный процесс, спектр вихревого звука непериодический и обычно частоты его преимущественно лежат выше 1000 гц при числах М конца лопасти, меньших 1. Вихревой звук имеет максимум направленности вдоль оси винта. В этом направлении звук вращения теоретически отсутствует, а вихревой звук максимален, поскольку этот звук дипольного происхождения и диполи расположены в плоскости вращения. [c.435]

При обтекании узких пластинок или других подобного рода препятствий, когда поток жидкости перед телом не разделяется на две части, так как это было в только что рассмотренном случае, иногда образуется позади тела довольно правильная последовательность вихрей, попеременно срывающихся то с одного, то с другого края тела (рис. 143). Такая последовательность вихрей называется вихревой дорожкой. Наблюдения над вихревыми дорожками побудили Кармана исследовать устойчивость различных двухрядных систем параллельных и прямолинейных вихревых нитей. Вычисления показали, что все такие системы, за исключением одной, либо совсем, либо почти совсем неустойчивы. Единственная устойчивая система изображена на рис. 144 . Для нее [c.250]

Широко известная вихревая цепочка Кармана, колеблющееся крыло и установившийся срыв потока на вращающихся телах принадлежат к первому случаю. В общем случае возникают периодически срывающиеся вихри. Из-за таких срывающихся вихрей работа турбомашин и трубопроводов сопровождается шумом. [c.226]

Частицы воздуха, впервые встретившись с телом в точке А (фиг. 4, а), начнут двигаться по его поверхности, изменяя направление своего первоначального движения. Под влиянием этого будут также изменять первоначальное направление движения соседние с ними частицы воздуха, которые непосредственно не соприкоснулись с телом. По мере движения частиц воздуха по поверхности DAB на участках ЛВ и AD скорости этих частиц возрастают, достигая своего максимального значения в точках В и Z). Благодаря криволинейности профиля поверхности B D за точками В и D частицы воздуха под влиянием инерции удалятся от данной поверхности, в результате чего после этих точек образуется вакуум. В создавшееся разреженное пространство начнет засасываться воздух, частицы которого, соприкоснувшись со срывающейся струей и подхватываясь ею, образуют за точками срыва вихревое движение. В это вихревое движение постепенно вовлекается все большее и большее количество частиц воздуха, что способствует неуклонному увеличению размера вихрей. Наступает момент, когда достигшие определенных размеров вихри уже не могут удержаться на поверхности B D. Они отрываются от нее и уносятся по направлению общего потока воздуха. К,ак только это [c.24]

Ширина шахматной вихревой системы (дорожки) к и циркуляция вихрей Г, поочередно срывающихся с обтекаемого тела, фундаментально связаны с геометрическими очертаниями тела. Отыскание связи величин к и V с геометрическими параметрами обтекаемого тела является важнейшей проблемой теории вихревого сопротивления. Мы думаем, что решение этой проблемы можно достаточно точно осуществить в рамках теории идеальной жидкости, если, обобщая данные опытов в реальных маловязких жидкостях, ввести дополнительные физические гипотезы, отражающие главные особенности течений около плохообтекаемых тел при наличии вихревых шахматных систем. [c.361]

Периодически срывающиеся с тела при его обтекании вихри приводят к образованию вихревого звука, основная частота которого совпадает с частотой срыва вихрей. Частота / вихревого звука определяется формулой [c.245]

В отсутствии рассеяния энергии амплитуда колебаний возросла бы до бесконечности. В реальных условиях потери энергии в системе цилиндр — окружающая среда , растущие с амплитудой колебаний, становятся, наконец, равными подводимой из потока энергии, если до этого не произойдет разрушение материала цилиндр а, ил и его опорных закреплений. После этого колебания будут происходить с постоянной амплитудой и неизменной частотой. Они называются самовозбуждающимися колебаниями или автоколебаниями, потому что поток, из которого черпается энергия, не обладает, периодическими свойствами. Механизмом обратной связи в трактовке теории колебаний являются срывающиеся с цилиндра вихри, в силу чего происходит периодическое заимствование из потока энергии для восполнения потерь в колеблющейся системе. [c.101]

В результате срывного обтекания какой-либо части самолета (рис. 9.17) на ней возникают пульсирующие силы, а за ней остается вихревая спутная струя, которая, попадая на другую часть самолета, заставляет ее вибрировать. Спектр частот срывающихся вихрей весьма широк. Частота вихрей, т. е. число вихрей, проходя- [c.301]

Как показал анализ, при явлении резонанса, т. е. в случае, когда частота срывающихся вихрей совпадает с частотой колебаний оперения, амплитуда колебаний тем больше, чем больше профильное сопротивление Ср. Следовательно, при срывах с крыла, вызывающих значительное Ср, будут значительны и максимальные амплитуды. [c.176]

Циркуляция срывающегося с острой кромки вихря изменяется существенно только в начальный промежуток времени (рис.3.27), затем колеблется около определенного значения. Аналогичное наблюдение зафиксировано и в работе [116 [c.594]

Потери обтекания вызываются трением между собой частиц жидкости в вихрях, срывающихся со стенок обтекаемого жидкостью тела. Такие же вихри срываются с выступов боковых стенок, затем с этих стенок при их изломах или поворотах наконец, вихри образуются и вихревой слой около стенок сильно возрастает при псстепенном удалении стенок друг от друга в расширяющемся канале. Мы эти потери называем вихревыми Так называемые местные потери — главным образом вихревого происхождения. [c.163]

Нескоростной бафтинг — дрожание хвостового оперения из-за повторяющегося воздействия на него вихрей, срывающихся с элементов самолета. Срыв потока происходит с крыла при полете на углах атаки, близких к критическим, с различных надстроек на крыле или фюзеляже, с неудачного по форме сопряжения крыла с фюзеляжем и т. п. (рис. 1.23, а). [c.56]

Гидротехническими сооружениями называются такие разнообразные гражданские инженерные сооружения, как плотины, водосливы, затворы, каналы и тоннели. Чаще всего эти сооружения создаются из кирпича или бетона, а поток жидкости в них обычно имеет свободную поверхность. Очевидно, материалы конструкции яе играют роли в анализе течения с целью определения положения и характеристик критических кавитационных областей, хотя и определяют шероховатость поверхности. Болл [1] рассматривал влияние чистоты обработки поверхности на кавитацию в высокоскоростных потоках и обнаружил, что вихри, срывающиеся с элементов шероховатости, могут являться очагами развития местной кавитации при отсутствии кавитации во всем потоке. Кенн [76] привел примеры разрушающего действия такой вихревой кавитации на бетон. Общий обзор проблем кавитации применительно к гражданским техническим сооружениям можно найти в работе Брауна [3], а применительно к гидротехническим сооружениям в работе Розанова [8а]. Туллис и Маршнер [14] опубликовали обзор по кавитации в клапанах. [c.612]

Отрыв пограничного слоя вносит качественное изменение в обтекание тела потоком жидкости, которое не ограничивается лишь появлением лобового сопротивления, а сопровождается образованием вихрей, срывающихся с цилиндра и уносящи.хся потоком жидкости. Они рассеиваются далеко позади цилиндра. Явление вихреобразования происходит так по любой нормали к поверхности цилиндра скорость жидкости постепенно возрастает от нулевой, которую имеет слой, непосредственно прилегающий к стенке, до скорости потока за пределами пограничного слоя, толщина которого мала. На рис. 3.2, а показано распределение скоростей при ламинарном течении в пограничном слое, а на рис. 3.2,6—при турбулентном течении, которое характеризуется более быстрым нарастанием скоростей у пластинки. [c.47]

Если частота вихрен не совпадает с собственной частоыи обте-K i vv .-o тела, то колебания происходят с небольшими амплитудами. Резонансные колебания устанавливаются с частотами собственных колебаний конструкции и могут происходить с большими амплитудами. Амплитуды колебаний зависят от энергии вихрей, пропорциональной площади, с которой срываются вихри, и скорости полета. Поэтому наиболее мощными являются вихри, срывающиеся с крыла. Если эти вихри по падают на оперение, то они могут [c.302]

В классифицирующих и обогатительных аппаратах стесненное падение частиц происходит в потоке движущейся в определенном направлении жидкости, ограниченной стенками аппарата. Вследствие воздействия турбулентных вихрей, срывающихся со стенок, в аппарате происходит перемешивание частиц как в продольном, так и в поперечном направлениях, аналогичное диффузионному. Кроме того, распределение скоростей жидкости неравномерно по сечению сосуда у стенок они меньше, а в центре — больше. Благодаря неравномерности скоростей потока по сечению камеры и поперечному перемешиванию скорости частиц относительно стенок аппарата различны. Во взвешенном слое в центре потока они напран-лены вверх, у стенок — вниз. Возникающее вследствие этого циркуляционное движение частиц существенно усложняет расчеты классификаторов и обогатительных гравитацион-, ных аппаратов. В связи с этнм получает развитие направление, рассматривающее процессы классификации и гравитационного обогащения как вероятностные [12, 46, 89]. [c.156]

Расчет распределения средних температур в кромочном следе и истинных температур в срывающихся вихрях проводится в следующей последовательности. Вначале по формуле (2-59) определяется измененйе максимальной температуры на начальном участке вдоль оси кромочного следа. Закон распределения температур в поперечных сечениях и еняется здесь от АТ=, А й) до АТ = (Ай) . Средняя температура на основном участке кромочного следа рассчитывается по формуле [c.42]

Источником шума в турбовинтовом двигателе является также вращающийся воздушный винт. При этом возникают так называемый вихревой шум, вызываемый периодически срывающимися вихрями с лопасти винта, и шум вращения, генерируемый пульсациями давления и скорости вблизи ометаемой винтом плоскости. Эти пульсации связаны с вытеснением воздуха лопастями и образованием перепада давления по обе стороны лопасти. Уровень шума воздушного винта тем больше, чем больше число М на конце лопасти, меньше число лопастей винта,, больше подводимая мощность к винту. [c.176]

Теория донного давления при дозвуковых скоростях разрабатывалась Кирхгофом [1] и Карманом [2]. Теория Кирхгофа уже упоминалась в гл. VIII. По теории Кирхгофа получается сильно заниженное сопротивление, поскольку давление в следе и на донном срезе цилиндра принимается равным давлению в невозмущенном потоке, хотя истинное значение донного давления значительно ниже. Карман [2] пытался решить проблему донного давления для случая периодически срывающихся вихрей при исследовании вихревой дорожки, но его теория неполна, поскольку не позволяет установить зависимость размеров и скоростей вихревой дорожки от размеров цилиндра и скорости набегающего потока. Требуются две дополнительные зависимости, обычно определяемые из эксперимента [3]. [c.9]

В. Вынужденно колеблющийся цилиндр. Следует признать, что физика поперечных свободных колебаний круглого цилиндра изучена еще недостаточно. Объясняется это тем, что ясная картина обтекания колеблющегося цилиндра наблюдается либо при скоростях ветра, соответствующих установившимся автоколебаниям цилиндра, когда частота срывающихся вихрей совпадает с собственной частотой, либо при тех скоростях ветра, при которых цилиндр можно считать неподвижным. При промежуточных скоростях ветра не наблюдается упорядоченного обтекания, так как сами колебания имеют неустановив-шийся характер. [c.828]

Схема струйного обтекания, рассмотренная выше, во многих случаях является приближенной моделью истинной картины течения. Как показывает опыт, поток, срывающийся с тела, не образует за ним сплошной струи, а ввиду неустойчивости последней свертывается в вихри. При этом отрыв потока и образование вихрей пост периодический характер — вихри срываются поперемен- [c.196]

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]

Известно, что с тел, обтекаемых потоком жидкости, срываются вихри это явление особенно хорошо заметно при наблюдении за течением воды у быков моста. За быками видны отшнуровывающиеся поочередно слева и справа от них вихри, образующие цепочку вихрей, или так называемую вихревую дорожку Кармана (рис. 162). Каждый срывающийся с обтекаемого тела вихрь создает определенный импульс давления и служит, таким образом, источником зву- [c.254]

Интеграл по выбранной нами поверхности распадается на две существенно различные части на интеграл по поверхности 0"ВА0, лежащей в неволновой зоне, и на интегралы по плоскостям О С и 0"D, облекающим дорожку Кармана и лежащим в значительной части в волновой зоне. Значения потенциала ср и его производных на первой из указанных поверхностей могут быть заменены значениями Фо, представляющими движение несжимаемой жидкости. Тогда интеграл по АВ пропадет, так как эта поверхность проведена в невозмущенном потоке, где Фо О, и останутся интегрирования по АО и ВО". На плоскостях О С и 0"D, уходящих в бесконечность, потенциал tp можно представить в виде суммы потенциалов Ф и ср. Первый представляет потенциал дорожки Кармана, и интеграл от него исчезнет в волновой зоне (дорожка не излучает). Второй, ср, представляет часть волнового поля, исходящего от срывающихся вихрей. Интеграл от этой части дает в точке наблюдений Р некоторый, вообще говоря, неисчезающий результат, который мы обозначим [c.151]

Кроме того, система вихрей, сбегающая с близлежащих к фюзеляжу сечений крыла, оказывает влияние на хвостовое оперение самолета. Вихри Кармана, периодически срывающиеся с этих сечений и попадающие на оперение, сообщают последнему толчки, вызывающие периодическое колебательное движение его. Это явление называется баффтингом. Когда вынужденные колебания оперения попадут в резонанс с собственными колебаниями, нередко происходит катастрофа. Путь, по которому необходимо пойти для уничтожения интерференции крыла и фюзеляжа, ясно следует из физической картины явления. Необходимо уничтожить то [c.278]

Как уже указывалось, вибрации типа баффтинг являются вибрациями оперения, вызванными волнообразным движением воздуха в завихренной области, идущей от крыла. Физическая сущность этого явления заключается в следующем. На больших углах атаки (т. е. на малых скоростях) с крыла срываются вихри, которые, попадая на оперение, вызывают в нем резкие, сильные сотрясения если при этом частота срывающихся вихрей совпадает с частотой собственных колебаний оперения, может произойти поломка хвоста, так как амплитуда колебаний будет непрерывно возрастать. Действие вихрей на оперение будет сказываться в том, что вследствие волнообразности потока обтекание оперения попеременно будет происходить под разными углами атаки, соответствующими углам наклона траектории точек на волне. Переменные углы атаки у оперения вызывают переменную силу, и оперение поэтому будет испытывать вынуи<денные колебания. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...