Течение в следе

В предыдущих разделах изучались вариационные задачи для внешних течений. В следующем разделе будут рассмотрены внутренние течения и задачи со свободным концом искомого контура. [c.132]

Однако структура потока типа вихревой дорожки существует в относительно узком диапазоне чисел Re. При увеличении Re картина течения в следе изменяется. Тем не менее дальнейшее развитие теории идеальной жидкости и применение вычислительной техники позволили достаточно надежно рассчитывать не только сопротивление давления при обтекании простейших цилиндрических тел, но решать гораздо более трудные задачи (например, нестационарные обтекания крыловых поверхностей сложных конфигураций [2]). [c.394]

Рис. 6.3.4. Схема изменения картины течения в следе с ростом расхода вдуваемого газа

На рис. 6.3.4 показано изменение характера течения в следе 1 с ростом расхода вдуваемого газа. При вдуве задняя критическая точка 2 зоны возвратного течения несколько перемещается вниз по потоку, размеры вихревой зоны 3 сокращаются, и при оптимальном вдуве она вырождается в критическую точку 4. [c.407]

Рис. 5.8. Форма крупных пузырей и особенности течения в следе при умеренных (а) и больших (б) чис-

Угол а, при котором начинается отрыв потока, растет с увеличением числа Рейнольдса и в рассматриваемом диапазоне Re составляет 115 —130". Длина следа при Re ==50 равна 2,Sd и далее возрастает пропорционально значению Re ширина следа I,05d/ . Скорость обратного течения в следе на границе раздела вихрей возрастает приблизительно с 10 до 30 — 50% скорости набегания потока на цилиндр. [c.472]

На достаточном отделении течение в следе не зависит от конкретной формы тела, породившего след (рис. 7.12, а). Картина, аналогичная течению в следе, наблюдается в турбулентной струе (вдали от источника), распространяющейся в окружающем потоке (рис. 7.12, б). На границе следа или струи скорость равна скорости основного потока. Различие состоит в том, что внутри следа скорости меньше скорости внешнего потока, а внутри струи — наоборот, больше. Турбулентные течения, не ограниченные твердыми стенками, называются течениями со свободной турбулентностью. Такие течения обладают свойствами, характерными для пограничного слоя градиент скорости в поперечном направлении велик по сравнению с градиентом в продольном направлении. В то же время расчет следов и неограниченных струй более прост, чем расчет пограничного слоя, так как следует учитывать только турбулентное трение и не имеется областей, где велико влияние вязкости жидкости. [c.189]

Расчет течения в следе ведется с помощью уравнения турбулентного пограничного слоя (7.61) [c.191]

Первое условие учитывает отсутствие трения на границе следа и внешнего потока. Второе условие основано на предположении о более плавном смыкании течений в следе и внешнем потоке. [c.192]

При течении в следе образуется свободная турбулентность, и поэтому там логично принять, что путь перемешивания пропорционален ширине следа и не меняется поперек следа. Эксперимент, как будет показано далее, подтверждает это предположение. Заменив в формуле (7.41) скорость потока через дополнительную скорость по формуле (7.72), получим [c.192]

Для замыкания уравнений, описывающих осредненное движение в турбулентных потоках, в ряде работ используется дифференциальное уравнение баланса кинетической энергии турбулентности. В данной работе на основе этого соотношения получено дифференциальное уравнение для турбулентной вязкости. Проведены численные расчеты несжимаемых неавтомодельных турбулентных и переходных течений в следе, струе и пограничном слое, уточнены универсальные постоянные, входящие в уравнение для вязкости. Аналитическими и численными методами исследовано течение в следе и пограничном слое с большими продольными градиентами давления. Получены безразмерные критерии, определяющие характер воздействия градиента давления на осредненное течение и турбулентную вязкость. [c.547]

Если совместить ось х с осью симметрии течения в следе, а начало координат поместить на заднюю кромку пластины, то начальные и граничные условия для уравнений движения (3.1) и уравнения для вязкости (2.11) запишутся так [c.551]

Расчеты течения в следе показали, что максимальное значение турбулентной вязкости достигается на оси следа и ее величина определяется значением а. л/>с. Удовлетворительное согласование с опытными данными получалось при а/ 0.135, а наилучшее соответствие опытным данным формы поперечного распределения получилось при ж = 5 и а = 0.3. Значения этих постоянных лежит в диапазоне, указанном в п. 2. [c.552]

Расчет течения в следе с градиентом давления осуществлялся по схеме, описанной в п. 3, а градиент давления в уравнении (3.1) задавался по формуле (5.1). Об интенсивности воздействия градиента давления на профили скорости в следе можно судить по результатам вычисления осевого дефекта скорости в следе, представленных на рис. 1. Здесь кривая 4 соответствует значению параметра х /во = 100, а кривая 5 — параметру х /в = 300. [c.557]

Нетрудно перенести те же рассуждения на случай течения в следе с положительным градиентом давления. При этом в соответствии [c.558]

Указанные оценки весьма приближенны, но в данном случае даже значительная ошибка допустима, так как отношение АТ/Т невелико. Более точное решение задачи затруднительно требуется близкая к реальности схема следа несущего винта, учитываюш,ая интерференцию следа и помещенного в него тела, а достаточных для построения такой схемы экспериментальных данных обычно не имеется. Известно, что скорость течения в следе значительно изменяется по радиусу и что это изменение следует принимать в расчет. Известно также, что сопротивление тела в следе периодически изменяется с большой амплитудой. Это изменение может быть причиной вибраций вертолета. Действительно, сопротивление максимально, когда тело находится на минимальном расстоянии от диска несущего винта, и быстро убывает, когда тело удаляется от плоскости диска. Такая зависимость сопротивления от расстояния до диска обусловлена периодическим изменением поля скоростей в следе. Хотя в соответствии с вихревой теорией средняя скорость потока при переходе от диска к дальнему следу увеличивается, средний скоростной напор вблизи диска значительно возрастает благодаря периодическим составляющим скорости. Если тело, помещенное в след, велико, то и загромождение следа оказывается значительным. Уменьшение эффективной площади диска, особенно вследствие загромождения следа концевых сечений, снижает эффективность несущего винта. При полете вертолета вперед набегающий поток сдувает след назад, так что за диапазоном переходных режимов сопротивление фюзеляжа становится небольшим. [c.125]

При повороте пластины с кромки, идущей навстречу потоку, сбегает цепочка мелких вихрей, которая быстро уносится назад, а на противоположной кромке формируется более крупный вихрь. По окончании поворота пластины у ее краев образуются два вихря неодинаковых размеров. В дальнейшем эти вихри поочередно отделяются от пластины, на их месте зарождаются новые и т. д. Течение в следе принимает периодический характер. [c.97]

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]

Требуя далее, чтобы любой процесс, при котором f > О, а f = 0. был недопустим, и применяя, кроме того, обычный критерий, чтобы различить нагружение и разгрузку, получаем в конечном счете закон течения в следующем виде [c.216]

Если течение в следе носит установившийся характер, то на достаточном расстоянии ниже по течению давление почти постоянно, поперечная скорость V мала по сравнению с продольной скоростью и, продольная скорость мало отличается от скорости свободного потока и, и изменение скорости и в продольном направлении мало по сравнению с ее изменением в поперечном направлении. Когда л измеряется в продольном направлении от начала координат, расположенного поблизости от препятствия, а у измеряется в направлении, перпендикулярном х, приближенное уравнение движения имеет такой вид [c.226]

В зоне установившегося течения в следе величина Ud не постоянна, поэтому обе части уравнения неразрывности (271) сохраняются, и уравнение (272) принимает вид [c.348]

Это равенство для зоны установившегося течения в следе можно сравнить с уравнением (273) для зоны диффузии при смешении потоков. Оно позволяет установить поперечный компонент осредненной скорости, если известно распределение продольных скоростей. [c.349]

В условиях зоны установившегося течения в следе это уравнение дает однозначную связь между произведением puv и продольной скоростью. [c.349]

Рис. 131. Влияние вязкости на течение в следе

ТЕЧЕНИЕ в СЛЕДЕ ПРИ БОЛЬШИХ СКОРОСТЯХ [c.29]

В данной работе сделана попытка получить дифференциальное уравнение для , которое удовлетворяло бы следующим условиям во-первых, было бы достаточно простым и доступным для анализа не только численными, но и аналитическими методами во-вторых, чтобы это уравнение описывало достаточно широкий класс неавтомодельных турбулентных и переходных течений в следе, струе, канале и пограничном слое. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что уравнение для е может оказаться менее чувствительным к неточностям аппроксимаций и более универсальным, чем соотношения для е и L, которые используются во многих работах. Так, анализ известных данных о течении за решеткой [9], в том числе и при наличии градиента давления [10], показывает, что вдоль потока турбулентная вязкость остается приблизительно постоянной е = onst, а параметры е и L изменяются по весьма сложным законам [11]. На основе исследования смешения струй переменного состава [12] можно сделать вывод о том, что е практически не зависит от градиента плотности. Слабая зависимость е от эффектов сжимаемости при умеренных значениях числа Маха отмечается в работе [13]. Эти факты позволяют выбрать турбулентную вязкость в качестве характеристики, наиболее пригодной для обобщения экспериментальных и теоретических результатов. [c.548]

Третье слагаемое в правой части уравнения (2.5) является следствием преобразованного конвективного члена с производной по х. Анализ известных экспериментальных данных об автомодельном течении в следе, зоне смегнения, струе и пограничном слое [11] показывает, что в этих потоках выполняется приближенное равенство [c.550]

Величина >с по экспериментальным данным, собранным в работе [14], лежит в диапазоне 1.3 < х < 10, причем болыпие значения >с соответствуют точкам потока, где максимальна величина е. Обобгце-ние экспериментальных данных о различных турбулентных течениях, проведенное в [15], показывает, что в болыпей части течения в следе, струе и пограничном слое выполняется приближенное соотногнение [c.550]

На рис. 7 представлены полученные в настоящей работе экспериментальные данные о величине т° = т/т вдоль следа. Неавтомо-дельность течения в следе при х < 150 [18] приводит к тому, что [c.556]

Заключение. В предыдущих разделах показано хорошее совпадение теоретических расчетов, проведенных с использованием дифференциального уравнения (2.11) для турбулентной вязкости, с опытными данными на примере неавтомодельных течений в следе, струе и пограничном слое. Наряду с этими течениями уравнение для е было апробировано при расчете течения в зоне смешения двух полубеско-нечных потоков, и был проведен расчет течений в плоской пристенной струе, в плоском канале и, наконец, в сжимаемом турбулентном пограничном слое вплоть до числа Маха М = 10. Полученные и для этих примеров результаты подтвердили, что уравнение (2.11) пригодно для расчета широкого класса турбулентных и переходных плоских слаборасширяющихся течений типа пограничного слоя. [c.562]

На рис. 3.2 представлены графики решений уравнения импульсной теории для режимов вертикального полета. Штриховыми линиями изображены те ветви решений, которые не согласуются с принятой схемой течения. Прямая V + о = О соответствует режиму обтекания винта, на котором поток через диск меняет направление, а полная мощность Р = T V v) — знак. На прямой V+2v = 0 изменяет знак скорость в дальнем следе. Прямые У = 0, У + у= 0 и У + 2у = 0 разделяют область существования решения на четыре области. Участки кривой, находящиеся в этих областях, соответствуют 1) нормальному рабочему режиму (набор высоты и висение), 2) режиму вихревого кольца, 3) режиму турбулентного следа и 4) режиму ветряка (рис. 3.2). Предполагается, что при наборе высоты поток воздуха всюду направлен вниз (все три величи-ны V, VV и V2v положительны). Но имеется ветвь решения, для которой скорость V отрицательна, а V + v и V 2v положительны, т. е. течение в следе направлено вниз, а вне спутной струи—вверх. Такое течение физически невозможно. [c.105]

Теория пограничного слоя легко обобш,ается с плоских задач обтекания на осесимметричные. Для удлиненных тел существует даже непосредственное преобразование (Степанова — Манглера), связывающее плоские решения с осесимметричными. Теория пограничного слоя может быть применена также к задачам распространения струй и (с меньшим успехом) к исследованию течения в следе. [c.298]

В одномерном течении газа давлеяяе является функцией плотности. Получить уравнения того течения в следующей форме [c.611]

Распределение скорости в следах. Для анализа распределения скорости в зоне установившегося течения в следе может быть снова использовано прандтлевское представление о длине пути перемешивания, выражающее распределение турбулентного сдвига. Ход исследования в основном тот же, что и для смешивающихся потоков, но с некоторыми изменениями. Например, допущение о подобии эпюр скоростей [уравнение (270)] переписывается на основе установленной зависимости b п Ud от х. Следуя указаниям Шлихтинга, для упрощения дальнейшего анализа вместо X и у используются безразмерные координаты х = = х/ СвЬо) и у =у (СвЬо) Критерий подобия записывается тогда так [c.351]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...