Течение в следе при гиперзвуковых скоростях

Как упоминалось в гл. I, семь характерных свойств течения в следе при гиперзвуковых скоростях подобны свойствам течения в следе при дозвуковых скоростях [51. [c.80]

Проблема течения в следе разделяется на две части течение в следе при дозвуковых скоростях и течение в следе при сверх-н гиперзвуковых скоростях. Течение в следе — явление очень сложное, поэтому начнем с того, что попытаемся охарактеризовать физику этого явления и связанные с ним задачи в целом. Течение в следе вязкое и не ограничено твердыми стенками, подобно струйному течению. Различие между этими двумя типами течений можно проиллюстрировать на примере обтекания решетки, [c.77]

При сверх- и гиперзвуковых скоростях в следе образуются скачки уплотнения и происходит аэродинамический нагрев, однако результаты исследования течения в следе при малых скоростях [c.80]

В гл. I было дано краткое описание течения в следе при больших скоростях. В этом разделе рассматриваются дополнительные подробности о механизме и свойствах течения в следе при сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях. [c.124]

ТЕЧЕНИЕ В СЛЕДЕ ПРИ СВЕРХЗВУКОВЫХ И ГИПЕРЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ [c.124]

Лиз, Течение в донной области и следе при гиперзвуковых скоростях полета. Ракетная техника и космонавтика, Ш 3 (1964). [c.193]

Характеристики пленок представляют интерес при исследовании следующих процессов 1) течение жидкой пленки, образующейся при расширении насыщенного и влажного пара в решетках турбомашин 2) течение охлаждающей пленки в теплозащитных газовых завесах, образующихся при впрыскивании жидкости или вдувании холодного газа через специальные щели или поры в обтекаемой поверхности 3) движения жидкой пленки на оплавляющихся (вследствие аэродинамического нагрева при гиперзвуковых скоростях) поверхностях и др. Таким образом, задачи, связанные с образованием и течением пленок, весьма разнообразны и имеют большое прикладное значение. Ниже этим задачам и будет уделено основное внимание. [c.278]

Проблема гиперзвукового следа является несомненно сложной, но существуют определенные упрощения и подобие со следом при дозвуковых скоростях. Например, хотя классический дозвуковой след, как двумерный, так и осесимметричный, находится в переменном во времени поле течения, а также в области развитой завихренности, основная частота вихреобразования пропор- [c.124]

С л e т e p и. Клей, Переход ламинарного течения в турбулентное и последующее движение в следе за сферой при гиперзвуковых скоростях, Ракетная техника и космонавтика, № 9 (1962). [c.188]

Путем упрощения уравнений движения газа при больших значениях числа М в работах [1-4] удалось установить законы подобия при обтекании тел идеальным газом с большими сверхзвуковыми скоростями. В работе [4] показано, что при М сю обтекание тела произвольной формы стремится к некоторому конечному состоянию, которое достигается тем скорее, чем более затуплена передняя часть обтекаемого тела. Такое предельное состояние движения, которое характеризуется соотношением М со8 (п,ж) 1, где со8(п,х) — косинус угла между направлением набегающего потока и нормалью к поверхности тела в его передней части, будем называть, следуя работе [4], гиперзвуковым течением. Коэффициенты аэродинамических сил при гиперзвуковом течении становятся не зависящими от М (подобно случаю течений газа при весьма малых скоростях). [c.25]

Интересные результаты общего характера в теории гиперзвуковых течений газа, нашедшие применение при исследовании течений в соплах и струях, были получены М. Д. Ладыженским (1960, 1962), который вывел упрощенную систему уравнений установившегося изоэнергетического-гиперзвукового течения, пренебрегая местным значением величины 1/М по сравнению с единицей. Из этих уравнений, как частный случай при малом изменении направления скорости в поле течения, следуют уравнения теории гиперзвукового обтекания тонких тел, В общем случае Ладыженский рассмотрел задачу Коши для полученной им системы уравнений и показал, что при соблюдении некоторых условий область определения решения по начальным данным, заданным на конечном отрезке, становится бесконечной. При этом асимптотически течение стремится к течению от плоского или осесимметричного источника, но с переменной (в общем случае) интенсивностью от луча к лучу. [c.204]

Система, состоящая из безразмерных уравнений (8.21), вместе с граничными условиями (8.22), (8.23) и соотношениями на фронте головной волны (8.29) и (8.30) вполне достаточна для определения поля течения вокруг тонкого тела, движущегося с гиперзвуковой скоростью, включая эффект изменения энтропии на головней ударней волне. Параметрами, определяющими решение этих уравнений, являются безразмерные величины М, х и А. Но числа М и X содержатся во всех уравнениях указанной выше системы только в виде произведения Мх. Это значит, что при одном и том же отношении к удельных теплоемкостей имеет место следующее правило подобия для гиперзвукового потока. Если два тела имеют одинаковое распределение толщины. [c.409]

Как следует из (34), в случае гиперзвукового течения относительная скорость газа на скачке при малом угле последнего почти не изменяется (гп Шн). Тогда из (35) с помощью (32) [c.113]

Следуя [Нейланд В. Я., 1969,1973], проведем оценки функций течения около точки отрыва. Сначала считаем поток на внешней границе пограничного слоя гиперзвуковым Ме 1, Де 1. Число Рейнольдса Ке = ре е /мо образовано местными значениями плотности и скорости на внешней границе пограничного слоя, характерным расстоянием до точки отрыва и коэффициентом вязкости /хо, вычисленным при температуре торможения невязкого потока. Ниже все переменные будем считать безразмерными, отнесенными к их значениям на внешней границе пограничного слоя непосредственно перед началом области сильного взаимодействия, кроме коэффициента вязкости /х и энтальпии торможения, которые отнесены к их величине при температуре торможения внешнего невязкого потока. Для получения безразмерных координат используется расстояние . [c.253]

Существование предельных гиперзвуковых течений имеет следствием следующий закон подобия при обтекании газом с большой сверхзвуковой скоростью геометрических подобных и одинаково ориентированных тел все течения с разными значениями р и pi и одним и тем же у подобны между собой, т. е. в таких течениях отношения скорости V к скорости набегающего потока и плотности р к плотности набегающего потока pi имеют в геометрически соответственных точках одинаковые значения отношения давления р и температуры Т к их значениям в набегающем потоке, а также величины в соответствующих точках пропорциональны М . [c.402]

Пусть в гиперзвуковом потоке вязкого газа расположена плоская пластина с установленным на расстоянии / от ее начала щитком, отклоненным на угол а 1 (фиг. 1). Считаем, что температура поверхности пластины мала по сравнению с температурой торможения внешнего течения. Тогда = Н Н , < 1, где Я - полная энтальпия, индекс е соответствует внешней границе, w - поверхности пластины. Предполагается, что на пластине перед щитком взаимодействие пограничного слоя с внешним потоком слабое, т.е. индуцированный перепад давления Ар по порядку величины меньше, чем статическое давление в набегающем потоке. При этом из условия сравнимости инерционных и диссипативных членов в уравнениях движения вблизи стенки следует обычная оценка для толщины пограничного слоя 5 /М,, Ке , где Ке = р,,м,,//Цо - число Рейнольдса, М - число Маха, р - плотность, и - скорость, - коэффициент вязкости, индекс "О" соответствует параметрам торможения набегающего потока. [c.58]

Из этих зависимостей следует, что при гиперзвуковых скоростях в плоской косой ударной волне изменение параметров определяется (как и в течении Прандтля — Майера) одним критерием ЛГа = МнСО — произведением числа Маха на угол отклонения потока. [c.114]

Однако, как показали Лиз и Хромас, другие четыре свойства течения при гиперзвуковых скоростях отличны от соответствующих свойств при дозвуковых скоростях [61 (гл. I). Более того, при дозвуковых скоростях течение в следе за тупоносым телом [c.80]

Ряд прикладных задач требует подробного знания параметров дальнего следа, оставляемого телами при спуске в атмосфере с гиперзвуковой скоростью. К их числу необходимо отнести задачи, связанные со взаимодействием электромагнитных волн с возмущенной при пролете областью атмосферы. Это важно, например, при исследовании метеорных явлений или при обеспечении качества радиосвязи со спускающимися аппаратами и т.д. Важнейшими из отмеченных характеристик течения являются электронная концентрация температура потока Т и температура электронов Т . При спуске в атмосфере условия течения в дальнем следе могут сильно меняться от ламинарного режима на больших высотах до турбулентного при полетах на малых, от химически замороженного течения при малых значениях плотности окружающей среды верхней атмосферы до равновесного вблизи поверхности Земли. Необходимо отметить, что к настоящему времени течения в дальних следах достаточно подробно исследованы [1-9]. В ряде расчетно-теоретических работ эта область течения рассматривалась как в рамках совершенного газа, так и, где это необходимо, с учетом химических реакций. Между тем в условиях гиперзвукового полета и разреженной среды возможно не только неравновесное протекание химических реакций, но и достаточно сильное отклонение от состояния термического равновесия. Анализ времен релаксации различных физико-химических процессов в условиях низкотемпературной плазмы дальнего гиперзвукового следа показывает, что возможны колебательная неравновссность отдельных молекул (прежде всего молекул О2 и N2, если ограничиться рассмотрением течений "чистого" воздуха без учета возможных добавок естественного или искусственного происхождения) и отрыв температуры электронов 7,, от температуры поступательно-вращательных степеней свободы тяжелых частиц Т. Термическая неравновссность, важная сама по себе, влияет и на остальные параметры потока. Основные закономерности подобных течений выявлены в [7-10]. Данная работа является продолжением указанных исследований на всем протяжении гиперзвукового спуска в атмосфере. [c.154]

Теория гиперзвукового турбулентного следа, разработанная Лизом и Хромасом [6], касается главным образом процесса смешения, который определяет скорости диффузии и охлаждения следа за тупым телом при термодинамическом равновесии. В атой теории рассматривается структура следа за тупыми телами и предлагается упрощенная схема течения во внешней и внутренней частях следа. Граница между этими частями следа считается бесконечно тонкой и предполагается, что расширение границы внутреннего следа зависит только от градиента и величины энтальпии. Кроме того, рассматриваются два предельных вида турбулентной диффузии 1) турбулентность, обладающая локальным подобием , при котором поток в каждом сечении ведет себя как участок автомодельного турбулентного следа с малой скоростью, и коэффициент диффузии пропорционален местной потере количества движения или сопротивлению внутреннего следа на данном участке 2) замороженная диффузия, при которой коэффициент турбулентной диффузии зависит только от начального значения коэффициента сопротивления внутреннего следа в области горла. Если коэффициент диффузии известен, то можно проинтегрировать уравнения турбулентной диффузии для энтальпии и массовой концентрации. Были рассчитаны частные случаи нарастания внутреннего турбулентного следа и проведено сравнение с экспериментальными данными. Кроме того, рассчитан типичный [c.169]

Отдельно следует упомянуть об обтекании с гиперзвуковой скоростью, когда число Маха Ж 1. Полет тел в газе с такими скоростями (например, спускаемых космических аппаратов) связан с увеличением температуры газа вблизи поверхности тела до очень больших значений. Это обусловлено адиабатическим нагревом сжимаемого воздуха перед головной частью тела и выделением теплоты вследствие вязкого трения. При изучении гиперзвуко-вых течений необходимо учитывать не только сжимаемость воздуха, но и нелинейный характер его движения, так как возмущения плотности Ар и давления Ар не малы по сравнению с равновесными значениями плотности рд и давления р . Помимо этого, при высоких температурах необходимо учитывать и изменение физико-химических свойств воздуха. Ограничимся лишь одним важным выводом из такого анализа. При очень больших числах Маха давление воздуха непосредственно перед головной частью может быть пренебрежимо малым по сравнению с [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...