Обтекание квазистационарное

Движение тел в газах с большими сверхзвуковыми скоростями сопровождается интенсивным аэродинамическим нагреванием обтекаемой поверхности и ее термохимическим и/или термомеханическим разрушением. В общем случае возникает сложная задача совместного решения уравнений газовой динамики с учетом физикохимических процессов в потоке газа и толще материала стенки тела и уравнений движения тела по траектории с переменными коэффициентами аэродинамических сил и моментов, а также с переменными геометрическими размерами и массой. В случае умеренной интенсивности разрушения оказывается возможным существенно упростить проблему, считая обтекание квазистационарным при этом аэродинамические коэффициенты и процесс разрушения поверхности определяются мгновенными значениями параметров движения и состояния тела. Однако и в этом случае задача об изменении формы тела за счет уноса материала в точной постановке содержит в качестве составных элементов несколько самостоятельных задач математической физики (обтекания тела, определения тепловых потоков через пограничный слой, распространения тепла в теле и т.д.) для замкнутых групп уравнений, связанных между собой через граничные условия. Математические свойства таких комплексных задач еще мало исследованы, и обозримые результаты получены лишь при использовании ряда существенно упрощенных математических моделей. [c.188]

Для каждого класса материалов и для каждого определяющего механизма разрушения конкретный вид уравнения (5 6) может быть получен либо в процессе экспериментального исследования, проводимого также в квазистационарных условиях, либо расчетным путем (характерные кривые скорости разрушения оплавляющихся материалов представлены на рис. 5-11). Подобным же образом определяется зависимость суммарного теплового эффекта поверхностных процессов AQu, от скорости разрушения Gw н параметров обтекания [c.132]

Переходим к анализу основных закономерностей разрушения стеклообразных материалов. Представленные ниже результаты численных расчетов соответствуют независящим от времени параметрам набегающего потока. При этом анализируются как нестационарные (на участке установления), так и квазистационарные характеристики разрушения, определяются их взаимосвязи и справедливость замены первых квазистационарным приближением. Заметим, кстати, что экспериментальные исследования разрушающихся материалов также в основном ограничены условиями обтекания с постоянными параметрами газовых потоков. [c.206]

В схеме на рис. 11-10,6 требуется, чтобы давление в ресивере превышало атмосферное более чем в [ раз. Тогда с помощью профилированного сопла можно получить сверхзвуковое обтекание модели. Обычно используют сопла на числа М=2. Это позволяет избавиться от влияния державки на параметры обтекания и в то же время иметь достаточно высокое давление торможения перед моделью, а следовательно, и высокий тепловой поток. Эксперимент организуется так же, как и в предыдущем случае. Основная область применения этой схемы — измерение квазистационарных параметров разрушения. [c.325]

Итак, изменение скорости потока следующим образом влияет на нестационарные аэродинамические силы профиля появляются дополнительные бесциркуляционные составляющие подъемной силы и момента, связанные с производной d Ua)/dt возникает связь между гармониками квазистационарной и нестационарной циркуляции, вызванная влиянием вихревого следа функция уменьшения подъемной силы существенно изменяется вследствие разрежения и сгущения завихренности в следе. В соответствии с изменением скорости обтекания сечений лопасти при полете вперед все три эффекта имеют периодический характер с основной частотой, равной частоте вращения винта. Выра-.жения членов, соответствующих бесциркуляционным подъемной силе и моменту, справедливы для любых изменений U. Простая аппроксимация Сц(/г, ijj) л С(й) при приведенной частоте, определяемой по местной скорости, дает хорошие результаты до значений (х/г = 0,7. При малых значениях ц/г можно воспользоваться более грубой аппроксимацией Сц(п, j) = С(/гй/г), в оторой приведенная частота построена по средней скорости. Эта аппроксимация не учитывает влияния переменной скорости потока при построении вихревого следа. [c.454]

Последние члены в (4.49) определяют вклад носка. При расчетах нестационарных характеристик тонких притупленных тел обтекание носка можно считать приближенно квазистационарным (для сферы это является строгим результатом). Тогда для определения нестационарных характеристик тупых носков в форме сферических сегментов с центральным полууглом 90° — в можно воспользоваться следующими формулами [c.61]

Второе слагаемое в квадратных скобках, характеризующее скорость перемещения границы пограничного слоя по нормали к стенке, зависит лишь от квазистационарных параметров. Расчеты показывают, что при обтекании затупленных тел сверхзвуковым потоком роль этого члена существенно ниже, чем производной dSp/ds. [c.160]

Рассматриваемая здесь схема течения была также предложена в работе Д. А. Эфроса Гидродинамическая теория плоско-параллельного квазистационарного течения , ДАН СССР, 51, № 14 (1946). Соответствующая задача для случая а = /г была решена М. И. Гуревичем в статье сОб одной схеме струйного обтекания плоской пластинки . Труды ЦАШ, Ni 612 (1947).—Прим. перев.] [c.318]

В квазистационарном случае отрыв каверны происходит в результате резкого повышения давления, обусловленного столкновением возвратного течения с передним концом каверны. Резкое повышение давления создает условия для безотрывного обтекания тела жидкостью, в результате чего существовавшая каверна отрывается от поверхности или сходит с нее. Отличие состоит только в том, что при квазистационарной кавитации повышенное давление существует лишь в течение доли миллисекунды, после чего образуется другая каверна. При входе в воду повышенное давление сохраняется, поэтому кавитационная фаза заканчивается. [c.661]

Например, можно сформулировать теоремы об окружности и прямой в случае квазистационарного течения и, пользуясь конформными преобразованиями, построить квазистационарное обтекание непроницаемых границ различной формы. [c.137]

Гидродинамические ограничения на управляющие силы и моменты. В главе 2 рассмотрена задача об оптимальном по расходу энергии на преодоление сопротивления вязкой среды перемещении шара из одного фазового состояния в другое. Задача исследована в двух вариантах. В первом из них для расчета сопротивления использована формула Стокса, а во втором — формула Буссинеска, учитывающая нестационарные эффекты обтекания. Оказалось, что гипотеза о квазистационарности обтекания приводит к относительной ошибке в оптимальных энергетических затратах всего лишь порядка 0.02 %. Такой результат послужил основанием для исследования всех других задач в рамках следующего ограничения на допустимые управляющие силы и моменты. [c.40]

О характере и природе ограничений К1 и К2. Очевидно, ограничение К2 стесняет величину скоростей звеньев механической системы в текущий момент процесса управления. Требование К2 квазистационарности обтекания звеньев системы накладывает ограничение на наследственные эффекты в движении жидкости. Это приводит к ограничениям на скорости звеньев системы в течение всего времени управления, т. е. к функциональным ограничениям на эти скорости. В теории оптимального управления такие ограничения при- [c.40]

Таким образом, давление, а следовательно, и действующие силы на колеблющемся теле зависят не только от мгновенного положения тела, как при квазистационарном обтекании, но и от скорости перемещения его поверхности. Эти добавочные силы обычно малы, так при Ь= м, /оо=1 км/с, Г=1 с имеем со Ю . Однако в ряде случаев учет их может быть необходим. [c.160]

На рис. 8 приведен один из серии снимков квазистационарного обтекания клина, полученный в эксперименте с азотом. [c.137]

Предлагаемая работа посвящена задаче движения в сопротивляющейся среде твердого тела, поверхностью контакта со средой которого является лишь плоский участок его внешней поверхности. Силовое поле в этом случае строится из соображений воздействия среды на тело при струйном (или отрывном) обтекании в условиях квазистационарности. Оказывается, что изучение движения такого класса тел сводится к сис- [c.7]

Аналогом подобной ситуации может служить квазистационарное обтекание тела идеальной жидкостью с циркуляцией, при котором возникает подъемная сила Жуковского, а сопротивления нет. [c.29]

Квазистационарные струйные модели кавитационных колебаний основаны на теории струйного отрывного обтекания решетки профилей. [c.66]

Экспериментально установленная зависимость отношения частот колебаний от давления на входе в насос не объясняется ни кинетической моделью кавитационных колебаний в насосах [68], ни струйной моделью [77]. Струйная модель не объясняет эту зависимость, вероятно, потому, что при ее разработке было принято предположение о квазистационарности обтекания лопастей осевого шнекового преднасоса, т. е. предполагалось, что изменение размеров кавитационной каверны происходит безынерционно в соответствии с изменениями давления и расхода на входе в насос, а именно, + ВфС . [c.110]

Одним из допущений, принятых при разработке теоретической модели кавитационных колебаний (см. гл. 3 и 6), является предположение о квазистационарности обтекания лопастей осевого шнекового преднасоса, т. е. предположение, что изменение размеров кавитационной каверны происходит безынерционно в соответствии с изменениями давления и расхода (угла атаки) на входе в насос. Это предложение было принято в связи с тем, что время пребывания жидкости в зоне расположения кавитационной каверны составляет величину порядка 10" с и существенно меньше периода кавитационных колебаний. Малые значения указанного времени объясняются тем, что длина кавитационной каверны на режимах частичной кавитации существенно меньше длины лопасти шнека, а относительная скорость при входе жидкости в межлопастные каналы шнека достигает —150 м/с. Однако, как показали наши дальнейшие исследования, реальные значения времени пребывания жидкости в зоне расположения кавитационной каверны, на порядок меньшие по сравнению с периодом колебаний, оказывают существенное влияние на устойчивость системы шнеко-центробежный насос — трубопроводы. Поэтому возникла необходимость установить связь между объемом кавитационной каверны, давлением и расходом на входе в насос с учетом неустановившегося обтекания лопастей шнека. [c.198]

Уравнение границы области устойчивости (7.33) с учетом неустановившегося обтекания лопастей осевого шнекового преднасоса, как и уравнение (3.8а), соответствуюш,ее квазистационарной модели кавитационных колебаний, позволяет рассчитать границу области устойчивости не только в плоскости параметров кавитационное сопротивление при входе жидкости в межлопастные каналы шнека — кавитационная упругость В , но и в плоскости режимных параметров. Для этого необходимо установить зависимость коэффициентов уравнения (7.33) от режимных параметров. [c.208]

Так, В. П. Мясниковым прп условии квазистационарно-го обтекания частиц потоком газа получено кинетическое уравнение для плотности вероятности динамического состояния системы частиц / ( , г, 7) в форме [c.45]

Рассмотрим силы, действующие на стержень некруглого поперечного сечения, считая, что имеет место квазистационарное обтекание стержня потоком, т. е. считаем, что изменение угла атаки приводит к мгновенному изменению аэродинамичесикх сил до значений, соответствующих новому углу атаки. [c.235]

Аэродинамические силы, действующие на прямолинейный стержень (крыло) (рис. 8.6), прима-лых колебаниях в потоке могут быть определены теоретически при квазистационарном процессе обтекания стержня [16]. В результате получаются следующие выражения для аэродннамиче- [c.251]

В 5.4 было сформулировано необходимое условие существо-вания нестационарности процессов переноса в открытых реакционноспособных системах (5.4.3). Представляет интерес проверка этого условия. С этой целью рассмотрим обтекание лобовой критической точки инертного тела вращения, которое во все время процесса тепломассообмена сохраняет постоянную достаточно высокую температуру, холодным потоком реакционноспособного газа, состоящего из СО, О2, N2. В газовой фазе протекает гомогенная химическая реакция 2 СО + О2 = 2 СОа. Возникает вопрос о квазистационарности состояния газовой фазы. С физической точки зрения, очевидно, что если характерное время гомогенной реакции значительно меньше характерного аэродинамического времени и времен релаксации молекулярных процессов переноса (теплопроводности, диффузии компонентов и диффузии импульса), то состояние газа нельзя считать ква-зистационарным. Действительно, в этом случае скорость возникновения неоднородностей полей температур и концентраций вследствие химической реакции выше скоростей их исчезновения вследствие процессов молекулярного переноса и состояние газа нельзя считать квазистационарным. Поскольку внутренняя энергия и концентрации компонентов единичной массы ограничены, могут иметь место колебания полей температур и концентраций. [c.399]

Ударный эффект струйки при входе в рабочее колесо определяется нормальной составляющей недостатка скорости Awin. Это воздействие отличается от обычного эффекта при обтекании профиля под соответствующим углом атаки тем, что при большой частоте ударов набегающих струек поток не успевает перестраиваться перед входной кромкой и условия образования пограничного слоя по обе стороны этой кромки становятся иными, чем при стационарном течении. В этом второе принципиальное отличие нестационарного обтекания решеток от квазистационарного. [c.245]

При сверхзвуковых скоростях обтекания и мальк значениях приведенной частоты к (кваЗистационарное приближение) можно пользоваться формулой [c.518]

В главе II (раздел 3) показано, что решение задачи об оптимальном по расходу энергии перемещении шара в предположении квазистационарности обтекания приводит к относительной ошибке в оптимальных энергетических затратах всего лишь порядка 0.02 % (предполагается, что числа Рейнольдса Ке < 1 ). Пестационарность обтекания может быть частично учтена путем введения присоединенной массы [11, 33. [c.32]

Решение полной нестационарной задачи для произвольной решетки в принципе возможно теми же методами, которые применялись для решетки пластин, а именно вихревым, потенциала ускорений и интерференции, причем вычисления усложняются необходимостью интегрировать по контуру профиля С, а не по отрезку прямой. При изучении этой задачи было установлено наличие эффекта конечного смещения профилей (помимо скорости этого смещения). Эффект конечного смещения впервые был оценен на примере решетки пластин, колеблющихся со сдвигом фаз при стационарном обтекании с немалым углом атаки (В. В. Мусатов, 1963). В квазистационарной постановке или при использовании модели с разрезами за профилями этот эффект находится как влияние малой деформации профиля в стационарном неоднородном потоке в полной нестационарной постановке происходит соответствующее усложнение интегральных уравнений задачи (В. Э. Сарен, 1966). В. Б. Курзин в 1967 г. наметил новый подход к решению этой задачи с помощью метода склеивания , согласно которому вся область течения через решетку делится на три подобласти набегающего потока, межлопаточного канала и потока за решеткой в каждой из подобластей решается соответствующая задача относительно потенциала скорости с учетом условий его непрерывности на границах между подобластями. [c.140]

Высокочастотные возбуждения зависят от относительного движения решеток и других тел, находящихся в потоке, например крепежных элементов. Соответствующие силы связаны с неоднородностью потока и относительно просто находятся в квазистационарной постановке для потенциального обтекания решеток и других систем тел (Л. А. Дорфман, 1947 Г. Ю. Степанов, 1962 В. П. Вахомчик, 1962). Однако неоднородности в потенциальном потоке быстро затухают (для решеток как экспонента расстояния между ними) и, как правило, не могут быть основной причиной возбуждения. Главную роль играют вихревые следы в набегающем потоке форма и интенсивность которых определяются вязкостью жидкости и турбулентностью потока. В пределах решетки эти следы допустимо> рассматривать как вихревые неоднородности в потоке невязкой жидкости. При малой неоднородности определение ее влияния сводится известным образом, как в задаче о крыле в вихревом порыве , к учету дополнительной скорости деформации профиля в однородном потенциальном потоке (Г. С. Самойлович, 1961, 1962). При большой неоднородности и с учетом взаимодействия решеток эта задача очень сложна известны некоторые экспериментальные исследования в квазистационарной постановке и одномерные оценки сил по максимуму. [c.143]

Пшенай-Северин применил данную теорию к решению задачи об обтекании частиц в звуковом поле. При этом процесс рассматривался как квазистационарный. Пренебрежение в уравнении Навье—Стокса членом dUldt по сравнению с членами ((7Г) U и vAi7 возможно, если выполняются условия V и A/d I (d—диаметр частицы, А — амплитуда [c.651]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...