Сопротивление осесимметричных тел

Рассмотрим теперь влияние формы тупого тела. Джонс [631 определил сопротивление с помощью весовых испытаний и вычислил коэффициенты сопротивления осесимметричных тел, отнесенные к площади максимального поперечного сечения. Тела различались только отношением диаметра носовой части г (без [c.251]

Для некоторых осесимметричных и ортотропных тел (цилиндры, двойные конусы, параллелепипеды) на рис. 2.7, 2.8 приведены экспериментальные данные [219] и результаты численных расчетов для главных значений трансляционного тензора. На рис. 2.7 по оси ординат отложены значения осевого сопротивления осесимметричного тела, отнесенные к сопротивлению сферы с эквивалентным периметром. Но оси абсцисс отложены значения фактора формы Е, равного отношению площади поверхности частицы к площади поверхности эквивалентной по периметру сферы. Приведенные результаты хорошо аппроксимируются следующей зависимостью для относительного коэффициента осевого сопротивления [219] [c.72]

Пусть задан набегающий поток газа, то есть функции ги х,у), в х,у), р(х,у), р х,у), удовлетворяющие системе уравнений (1.6)-(1.9). В поток (рис. 3.6) помещается некоторое тело с образующей у = Д(ж), которая соединяет точки а и Ь. Поскольку рассматриваются только сверхзвуковые течения, обтекание верхней и нижней поверхностей плоского профиля можно изучать независимо друг от друга, а в осесимметричном случае достаточно рассмотреть одну меридиональную плоскость течения. Волновое сопротивление X тела с контуром аЬ, то есть проекция равнодействующей сил давления на ось х, выражается формулой [c.63]

В осесимметричных телах радиальные термические сопротивления элементарного участка толщиной Аг , угловой шириной Дф. и длиной Д2т на радиусе определяются соотношением [c.81]

Рассмотрим гиперзвуковые скорости. В работе [15] приведены зависимости для коэффициента волнового сопротивления, учитывающие особенности движения осесимметричных тел с такими скоростями. Для острого конуса [c.505]

Особый интерес представляют исследования теплообмена и сопротивления для цилиндрических и осесимметричных тел при наличии значительных отрицательных и особенно положительных градиентов давления. Этот вопрос является актуальным в случае течения в соплах с большим коэффициентом расширения. [c.14]

ВЛИЯНИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ КРИВИЗНЫ ПОВЕРХНОСТИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ТРЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕН ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ТЕЛ И КАНАЛОВ [c.205]

Представляют большой интерес задачи о течениях газа с организованным тем или иным способом подводом энергии. При соответствующем расположении областей теплоподвода вблизи внешней поверхности летательного аппарата можно существенно снизить волновое сопротивление, создать тягу, получить управляющие усилия [1]. Аэродинамические явления при обтекании лазерного луча изучены в [2-4]. Задачи, связанные с подводом тепла к сплошной среде, возникают и в астрофизике [5]. Ниже приведены некоторые результаты исследования сверхзвукового обтекания областей тепловыделения и их влияния на волновое сопротивление осесимметричных затупленных тел вращения, расположенных вниз по потоку. [c.414]

В прошлом основные свойства отрыва потока исследовались на простых моделях, таких, как впадина, уступ, игла. Углубление на поверхности летательного аппарата может вызвать разрушение конструкции из-за нестационарного течения в нем, но углубления вместе с тем полезны для увеличения сопротивления гиперзвуковых космических летательных аппаратов, возвращающихся в атмосферу Земли. Отрыв потока перед уступом аналогичен отрыву потока от иглы, установленной перед затупленным телом. Если игла установлена перед затупленным осесимметричным телом, прямой скачок перед затупленным телом может перейти в конический, и тогда между концом иглы и носовой частью тела формируется коническая область отрыва потока, в результате чего [c.230]

Фиг. 3. Сопротивление, создаваемое донным срезом осесимметричного тела, в зависимости от поверхностного трения [6].

Величина суд= Су (5/5 ) в случае осесимметричного тела и С/д = 2су (с/А) в случае двумерного тела выбрана в качестве параметра, характеризующего поверхностное сопротивление тела перед донным сечением, влияющее яа толщину пограничного слоя. — Прим. ред. [c.13]

Обтекание осесимметричных тел. Формулы для определения лобового сопротивления, подъемной силы, гидродинамического момента и угла атаки. Пусть тело обладает осью симметрии. Тогда в случае движения, в процессе которого ось симметрии не покидает заданной плоскости, согласно теоремам статики абсолютно твердого тела, система гидродинамических сил воздействия жидкости на тело может быть приведена к равнодействующей [5]. Как принято [3], точка пересечения оси симметрии с линией действия этой равнодействующей называется центром давления. Центр давления, вообще говоря, не совпадает с центром масс тела. [c.28]

Главы 4.1-4.4 посвящены построению оптимальных головных частей плоских и осесимметричных тел в рамках приближенных моделей для определения давления на их поверхности. Задача о построении осесимметричной головной части, реализующей минимальное волновое сопротивление при заданных габаритах, была решена еще Ньютоном на заре вариационного исчисления. Эту задачу назовем задачей Ньютона (ЗН). Решение ЗН, полученное Ньютоном и включенное позднее в ряд руководств по вариационному исчислению, долгие годы рассматривалось безотносительно к аэродинамике. В начале 1950-х [c.357]

Точное решение задачи о форме головных частей плоских и осесимметричных тел минимального волнового сопротивления в сверхзвуковом потоке газа получено лишь для частных случаев. [c.381]

Рассматривается задача профилирования головной части плоского или осесимметричного тела, которая при заданном объеме реализует минимум волнового сопротивления в рамках закона сопротивления Ньютона. В такой постановке решение этой задачи зависит от безразмерного объема [c.394]

Именно такой результат получался в тех работах сборника [6], в которых в рамках формулы Ньютона строились плоские и осесимметричные тела минимального сопротивления в случаях, когда среди заданных геометрических характеристик отсутствовала полувысота симметричного плоского тела или радиус тела вращения. Как уже [c.501]

Рассмотрена вариационная задача о построении образующей плоского или осесимметричного тела, обеспечивающей минимум волнового сопротивления нри обтекании неоднородным сверхзвуковым потоком идеального (невязкого и нетеплопроводного) газа в случае, когда в область определенности искомого контура попадает зона резкого изменения энтропии и полной энтальпии. В пределе указанная зона вырождается в тангенциальный разрыв. [c.534]

Этот эффект носит название правила площадей. Примером его применения служит осесимметричное тело, обтекаемое под малым углом атаки а, приводящим к изменению сопротивления тела лишь на величину порядка а . Это следует также из формулы (5.4.8). [c.146]

При исследовании осесимметричных струйных течений был получен один точный теоретический результат. В 2 было отмечено, что в плоской задаче струи в бесконечности за препятствием расширяются по параболическому закону, причем сопротивление препятствия выражается через параметр параболы. М. И. Гуревичем (1947) было доказано ), что при струйном обтекании неограниченным потоком осесимметричного тела расстояние вдоль оси симметрии х при х оо связано с радиусом каверны у соотношением [c.24]

Сила сопротивления также представляется в виде двух частей. Первая часть, пропорциональная ускорению, определяется ударной присоединенной массой т (соответствующей мгновенной конфигурации границ), а вторая часть — скоростью роста присоединенной массы т в главной области и потоком энергии и импульса в брызговые струи. Таким образом, в случае симметричного погружения плоских профилей и осесимметричных тел силу N можно представить в виде [73] [c.74]

Иллюстрацией к возникновению силы лобового сопротивления из-за несимметричного обтекания тела служат представленные в таблице величины коэффициентов лобового сопротивления для тел различной формы. Хорошо видно, что наименьшим коэффициентом лобового сопротивления обладает осесимметричное каплевидное тело, у которого тупой нос и заостренная задняя часть. При обтекании этого тела поток хорошо смыкается позади него, препятствуя, тем самым, падению давления за телом. [c.80]

Симметричный тензор П называется ротационным тензором. Он зависит не только от формы и размера частицы, но также от выбора начала координат. Ротационный тензор характеризует сопротивление вращательному движению тела и в главных осях (главные оси ротационного и трансляционного тензоров имеют различное пространственное расположение) принимает диагональный вид с элементами 0] , I2, О3. Для осесимметричных тел одна из главных осей (например, первая) параллельна оси симметрии, при этом Oj = з- Д сферической частицы имеем [c.70]

Коэффициенты сопротивления при осевом обтекании дисков, являющихся предельными случаями осесимметричных тел малого удлинения, приведены в работе [219] во всем диапазоне чисел Рейнольдса, рассчитанных по радиусу. Эти формулы являются аппроксимациями данных численных расчетов и экспериментальных результатов [c.75]

Рассматриваемые здесь вариационные задачи заключаются в определении формы тел, обладающих минимальным волновым сопротивлением в плоскопараллельном или осесимметричном сверхзвуковом потоке газа, и контуров сопел, реализующих максимальную силу тяги при некоторых ограничениях. Силы, действующие на тела при течениях невязкого газа, определяются давлением на стенки. Величина давления находится из рещения граничных задач для нелинейных уравнений газовой динамики. Такие задачи в настоящее время решаются численно. Нахождение решения вариационных задач со связями в виде уравнений с частными производными приводит к сложным численным процессам. О таком прямом подходе к оптимизации формы тел будет сказано в послесловии к этой главе. Здесь будет рассмотрен подход, который в плоскопараллельном и осесимметричном случаях допускает точную одномерную постановку ряда вариационных задач и их простое решение. [c.45]

Примеры расчетов по уравнениям (7.9), (7.10) здесь приведены при X = 1,4 в плоскопараллельном и осесимметричном случаях. При всех значениях Шоо из сверхзвукового интервала и при всех значениях величины Ь = Х/ из интервала 0 Г < оо условия (7.8) и (7.19) выполняются. Отсюда следует, что, по крайней мере, при к = 1,4 наибольшее сопротивление осуществляется при воздействии на тело газа, не прошедшего через ударные волны. [c.173]

При Я = onst осесимметричное тело разбивается на п элементарных участков с равным шагом Дг . В этом случае электрическое сопротивление любого i-ro участка будет равно [c.81]

Рассмотрим универсальную программу расчета немагнитных осесимметричных тел [23]. Обмотки индуктора заменяем соленоидами, последовательно соединенные группы которых образуют расчетные цепи. Для каждой обмотки указываются радиус, длина, координата центра, число витков, активное н добавочное реактивное сопротивления и номер цепи, к которой она принадлежит. Направление намоткн учитывается изменением знака, приписываемого числу витков каждого соленоида. Элементы нагреваемых тел [c.124]

Враун и Доноуф, используя зависимости для физических свойств газа, близкие к реальным, провели расчет теплообмена и сопротивления при обтекании клиновидных тел, а также при вдуве и отсосе [Л. 15]. Решотко и Коэн рассчитали теплообмен при течении в окрестности критической точки осесимметричного тела Л. 16]. В этих расчетах, кроме уравнений (12-11) и (10-1), использовались следующие, несколько отличающиеся от рассмотренных, преобразования переменных [c.321]

Ввиду недостатка экснериментальшых данных о характеристиках следа за осесимметричным телом обычно принимается, что относительные размеры крупных вихреобразований и распределение средней скорости в осесимметричном следе приблизительно такие ше, как а двумерном следе [79]. Измеренные коэффициенты сопротивления и давления в следе за диском на расстоянии [c.123]

Модели для исследования этой проблемы имеют вид осесимметричных тел с различными затуплениями и тонкими стержнями (иглами), установленными перед этими телами. Примеры таких моделей с иглами и без них показаны яа фиг. 24—36. Затупление носовой части может варьироваться за счет изменения площади плоского участка носовой части от нескольких процентов до 100 относительно максимальной площади поперечного сечения модели. Игла может иметь форму цилиндра с коническим заострением, цилийдра с плоским торцом или состоять из нескольких цилиндров различных диаметров. Длины и диаметры игл различны. Течение около таких тел подобно двумерному, описанному в разд. 5.3, за исключением, например, пульсирующего течення. Одно из основных качественных различий между двумерным и осесимметричным течениями заключается в том, что переход от одного типа отрыва к другому в первом случав сопровождается пульсирующим течением, в то время как во втором случае неста-ционарность не наблюдалась [49]. При нулевом угле атаки были измерены [46] угол отрыва и распределение давления на поверхности тупого тела при М , = 1,% и Ке/см = 1,3-10 . Распределения давления и скорости, а также коэффициенты сопротивления и теплопередачи для тупых тел при М = 12,7 — 14,0 и Не/см =0,29-10 определены экспериментально [54]. [c.229]

В СВЯЗИ С полетом с большой сверхзвуковой скоростью возникает ряд задач о выборе аэродинамической формы таких тел. Классической задачей является задача об определении аэродинамической формы тела минимального сопротивления. Решению этой задачи посвяш ено значительное число работ, в которых для описания течений использовались приближенные и точные теории обтекания тел [1-8]. Большинство этих работ посвяш ено определению плоских профилей, осесимметричных тел или тел, образованных коническими или гомотетичными новерхностями. В последнем случае поперечный контур тела, даюш его суш ественный выигрыш в сопротивлении, имеет звездообразный вид [1, 2]. При использовании таких головных частей встает проблема соединения носовой части тела с корпусом летательного аппарата, который имеет плавные обводы, например окружность. В 1967 г. Г. Г. Черным было высказано предположение о суш ествовании тел пространственной конфигурации, обладаюш их положительными свойствами звездообразных тел и хорошо сопрягаюш ихся с произвольными контурами поперечного сечения основного корпуса летательного аппарата. Тогда же был предложен один из возможных способов построения таких тел. [c.424]

Пе вдаваясь в подробности решения вариационной задачи для указанного класса тел при заданной длине, радиусе миделя и фиксированном числе отрезков, приведем зависимости коэффициента сопротивления Сх = xjR от параметра трения Kj = 0.25 f/R для найденных оптимальных тел (рис. 2, кривая 1 для конуса, 2 для оптимального осесимметричного тела, 5-6 для найденных тел с числом лепестков соответственно 2-6). Видно, что оптимальные линейчатые тела дают выигрыш в сопротивлении, значительно больший, чем оптимальные осесимметричные. [c.426]

В [5] приведены необычные на первый взгляд сведения о том, что после укорочения задних (кормовых) участков профилей крыла и киля самолета Конкорд путем введения донного торца сопротивление уменьшилось. Аналогичные результаты получены в [6] при экспериментальном исследовании обтекания дозвуковым и трансзвуковым потоком осесимметричного тела с задним торцом. Исследования проведены при разных укорочениях тела путем введения торца. Эти результаты также показывают, что введение донного торца до определенного размера не увеличивает сопротивление. [c.489]

Рассмотрена задача об определении формы плоских и осесимметричных тел минимального сопротивления и сопел максимальной тяги при стационарном сверхзвуковом течении невязкого и нетеплопроводного газа при наличии необратимых процессов типа химических реакций, идуш их с конечными скоростями, и при отсутствии таких процессов. Предполагается, что область влияния искомого участка контура ограничена характеристиками и не содержит ударных волн. Ограничения на контур тела произвольны могут задаваться размеры тела, плош адь поверхности, объем и т. п. [c.523]

Течение с развитой кавитацией, аналогичное рассмотренному выше, возникает в потоке, если число кавитации делается весьма малым. В этом случае за телом образуется большая кавитационная полость, заполненная парами воды и газами. Давление в каверне весьма мало и близко к давлению водяных паров. При обычных условиях в воде паровая кавитация возникает при очень больших скоростях, которые трудно воспроизводить в лаборатории. Введение в каверну газа, например воздуха, позволяет получить малое число кавитации и развитую каверну при малых скоростях буксировки, легко осуществимых в лаборатории. Метод искусственной (газовой) кавитации позволил, в частности, измерить сопротивления различных тел — конусов, диска, шара и эллипсоидов при кавитационнод режиме обтекания в опытовых бассейнах (Л. А. Эпштейн, 1948, 1949). Оказалось, что для диска и тупых конусов с ростом числа кавитации коэффициент сопротивления Сд. возрастает приблизительно как Сх (1 + о)-Однако для острых тел подходит лучше формула С" + а. Теоретическое исследование развитой кавитации в пространственных случаях шло главным образом по ЛИНИИ получения приближенных решений, согласующихся с физическим опытом. Изучение фотографий газовых каверн, применение теоремы о количестве движения и анализ осесимметричного кавитационного течения позволили сделать важный вывод о том, что сопротивление тела с каверной за ним, с точностью до поправочного множителя к, близкого к единице, равно произведению площади миделева сечения каверны на разность статического давления перед обтекаемым телом и давления в каверне. Это значит, что коэффициент сопротивления, отнесенный к ми-делеву сечению каверны, равен числу кавитации а. Полученный результат может служить теоретическим обоснованием возможности достижения весьма малого коэффициента сопротивления на больших скоростях для тела, тесно вписанного в каверну. Это очень важное обстоятельство впервые было отмечено в 1944 г. Д. А. Эфросом и затем развито рядом авторов. [c.42]

По формуле (6.13) определяют лобовое сопротивление любого тела. За площадь 5 для осесимметричного тела принимается обычно плоитадь проекции тела па плоскость, перпендикулярную оси симметрии (миделево сечеине), ио вообще, может 01>1ть принята и любая другая характерная площадь. [c.256]

Проблема снижения донного сопротивления движущихся тел актуальна в связи с тем, что его величина для большого класса летательных аппаратов составляет 25-30% общего сопротивления. В последние десятилетия ведется активный поиск способов его уменьшения как за счет совершенствования формы летательных аппаратов, так и за счет организации на различных участках его поверхности процессов, приводящих к изменению условий обтекания и, следовательно, аэродинамических характеристик. Одним из перспективных способов снижения донного сопротивления летательных аппаратов является тепломассопровод вблизи донного среза [1, 2]. В [3-5] изучено влияние тепломассоподвода на донное давление осесимметричных тел за счет вдува продуктов сгорания пиротехнических составов в ближний след. При вдуве продуктов сгорания пиротехнических составов через круглое отверстие в донном торце величина прироста донного давления возрастает с увеличением расхода вдуваемого газа до некоторого максимального значения и падает с уменьшением числа Маха. Экспериментально доказано, что в ближнем следе тела вращения, обтекаемого сверхзвуковым потоком (1.15 < Л/ < 3.0), существуют две области (I и III) (фиг. 1), вдув продуктов сгорания пиротехнических составов в которые более эффективен, чем при использовании традиционных схем снижения донного сопротивления, например вдуве инертных газов или реагирующих продуктов сгорания через отверстия в донном торце. Область I расположена вблизи донного среза, область 11 (фиг. 1) - вверх по потоку от области присоединения оторвавшегося пограничного слоя. Воздействие тепломассоподвода на эти области приблизительно одинаково и приводит к повышению донного давления до значения, близкого к статическому давлению в набегающем потоке. Результаты более ранних исследований по данной проблеме отражены в [6, 7], а также в работах обзорного характера [8,9]. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...