Обтекание с образованием поверхностей разрыва

Обтекание с отрывом струй. Метод Кирхгоффа. Разобранные нами выше случаи обтекания цилиндрических тел плоскопараллельным потоком жидкости предполагали непрерывность скорости течения во всех точках потока. При этом было показано, что при отсутствии циркуляции чисто поступательный потенциальный поток не оказывает результирующего давления на обтекаемое тело. В попытках найти объяснение этому парадоксу Гельмгольц и Кирх-гофф ввели в рассмотрение, как возможную форму движения жидкости, обтекание с образованием поверхностей разрыва непрерывности скорости. При таком обтекании некоторая линия тока, приходя из бесконечности и встречая нормально контур обтекаемого тела, разделяется на две ветви, которые следуют вдоль контура тела до некоторых точек и В (р ис. 115), после чего обе линии тока В С и В С отрываются от контура и уходят в бесконечность, отделяя область течения / от области покоя II. [c.321]

Движение газа около вогнутой поверхности. Образование сильного разрыва. Движение внутри угла, меньшего чем я. Обтекание профиля с острой передней частью. Пусть газ движется вдоль контура, который при х < О совпадает с осью Ох, а при х > О [c.76]

Рассмотрено обтекание однородным сверхзвуковым потоком идеального газа различных пространственных конфигураций, образованных пересекающимися плоскостями. Проведено сравнение результатов, полученных методом сквозного счета сверхзвуковых течений, который является стационарным аналогом метода С. К. Годунова, с результатами, полученными тем же методом при явном выделении поверхностей слабых и сильных разрывов, ограничивающих область конического течения. Построение поверхностей разрывов в процессе численного решения осуществлялось с помощью усовершенствованного алгоритма, созданного на основе метода, предложенного ранее. [c.176]

Возвращаясь к возможности образования ненулевой циркуляции при обтекании твердого тела с острой задней кромкой при наличии в идеальной жидкости ( например, крыла ) поверхности разрыва, обратимся к рис. 89,а, где показано покоящееся тело и приведен ряд замкнутых жидких контуров, имеющих нулевую циркуляцию. Казалось, что и при безотрывном движении крыла циркуляция останется нулевой и движение будет безвихревым. Однако в этом случае имеет место сближение ранее разделенных жидких элементов верхних и нижних контуров ( рис. 89,6 ) вблизи задней острой кромки. Вдоль пунктирной линии касательная составляющая л скорости жидкости терпит разрыв и при сохранении сплошности жидкости без нарушения теоремы В.Томсона в ней возникает поверхностное распределение завихренности — вихревая пелена. Этому возможны возражения, состоящие в том, что обтекание с разрывом скорости не является единственно возможным. В идеальной жидкости допустимо перетекание жидких контуров за острую кромку с сохранением потенциальности поля скорости и отсутствием завихренности. Такое решение может иметь смысл с математической точки зрения. Однако оно приводит к бесконечному значению скорости и бесконечному отрицательному давлению на кромке. Данная ситуация не может существовать с физической точки зрения, поскольку жидкости не выдерживают отрицательных давлений — возникают кавитация и разрыв сплошности. Требование конечности скорости на задней кромке в [c.224]

Мы рассмотрели случай образования граничных волн слабых возмущений при обтекании сверхзвуковым потоком поверхности тела с тупым углом. При переходе грани тела потоком возникают малые возмущения (звуковые волны), которые распространяются со скоростью звука. Ранее было указано, что волны малых возмущений есть не что иное, как небольшие изменения плотности и давления, которые происходят в течение долей секунды. Поэтому при возникновении волн слабых возмущений говорят, что в воздухе (газе) имеют место слабые разрывы непрерывности. [c.80]

Отрыв ламинарного пограничного слоя, происходящий в точке максимального разрежения потока на профиле или вблизи нее при / б>500 с образованием короткой зоны отрыва, за которой сразу же расположено место перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. При увеличении угла атаки короткая зона отрыва сокращается, а затем резко возрастает, порождая хорошо известное явление срыва с образованием зоны отрыва вблизи входной кромки лопатки, после которой поток уже не присоединяется больше к поверхности лопатки. Оказалось, что это явление, описанное в работе [7.55], служит причиной разрыва в характеристиках компрессора и приводит к явлению гистерезиса при обтекании изолированных профилей (хорошая иллюстрация срыва потока дана на рис. 6 работы [7.55] ). Наоборот, в работе [7.56] показано, что срыв на в.ход-ных кромках лопаток происходит скорее в результате отрыва турбулентного пограничного слоя, чем в результате резкого роста короткой зоны отрыва ламинарного потока. [c.216]

Рассмотренный случай движения жидкости около пластинки, снабженной перегородкой, представляет собой пример отрыва, имеющего место при обтекании поверхности с разрывами ее наклона. Обтекание таких поверхностей представляет собой наиболее характерное явление. Отрыв потока может происходить у места излома контура профиля (рис. 1.11.5,а, б), при обтекании уступов, обращенных навстречу или расположенных по потоку (рис. 1.11.5,в, г), а также при обтекании вырезов (рис. 1.11.5,5). На этих рисунках показаны возможные конфигурации линий тока отрывных течений. Характерным для этих течений является образование в зоне отрыва возвратных потоков и вихрей. [c.100]

Иначе обстоит дело при обтекании вогнутого профиля. Здесь наклон 6 касательной к профилю, а с ним и наклон характеристик возрастают в направлении течения. В результате характеристики пересекаются друг с другом (в области течения). Но на различных не параллельных друг другу характеристиках все величины (скорость, давление и т. п.) имеют различные значения. Поэтому в точках пересечения характеристик все эти функции оказываются многозначными, что физически нелепо. Аналогичное явление мы имели уже в нестационарной одномерной простой волне сжатия ( 94). Как и там, оно означает здесь, что в действительности возникает ударная волна. Положение этого разрыва не может быть определено полностью из рассматриваемого решения, выведенного в предположении его отсутствия. Единственное, что может быть определено, — это место начала ударной волны (точка О на рис. 99 ударная волна изображена сплошной линией ОВ). Именно, она определяется как точка пересечения характеристик, лежащая на наиболее близкой к поверхности тела линии тока. На линиях тока, проходящих под точкой О (ближе к телу), решение везде однозначно в точке же О начинается его многозначность. Уравнения, определяющие координаты Хд, этой точки, могут быть получены аналогично тому, как были найдены соответствующие уравнения для определения момента и места образования. [c.522]

В 1910 г. С. А. Чаплыгин написал работу О силах, действующих на цилиндр, обтекаемый потоком с образованием поверхностей разрыва , напечатанную в 1935 г. в трудах ЦАГИ. В этой работе автор, исследуя поток, обтекающий цилиндр со срывом струй, показывает, что очертания струй на достаточно большом расстоянии от тела уподобляются параболе и лобовое сопротивление пропорционально параметру этой параболы. Е ти параметр параболы равен нулю, т. е. если струя на бесконечности имеет конечную ширину, то и сопротивление равно иулю. В этой работе С. А. Чаплыгин решил также задачу об обтекании круглого цилиндра с отрывом струй. Эта задача 22 года спустя (в 1932 г.) была решена немецким аэродинамиком Шмиденом. [c.196]

В качестве первою примера образования поверхности разрыва прИ неустановившемся течении рассмотрим обтекание острого угла Гплоскаи проблема) и проследим расположение линий тока этого течения. В первый момент после возникновения течение будет почти потенциальным (фиг. 154). Затем, с накоплением массы жидкости в пограничном слое, примыкающем к телу, вблизи вершины угла образуется состояние,, показанное на фиг. 155. Дальнейшее изменение спектра линий тока показано на фиг. 156 и 157. Около вершины угла происходит встреча, слияние частей жидкости с разными скоростями. По обе стороны отходящей от вершины угла поверхности раздела течение — потенциальное. [c.190]

Кавитационное изнашивание происходит в потоке жидкости, движущейся с неременной скоростью в закрытом канале, в участках сильно пониженного давления, например, при обтекании препятствий, когда возникают нри некоторых условиях местные разрывы сплошности с образованием каверп. Попадая с потоком в область более высокого давления, каверны захлопываются и, если это происходит у поверхности детали, жидкость с большой скоростью ударяется в стенку. Многократные повторные удары жидкости по одному и тому же участку металла (каверны возникают и захлопываются периодически, иногда с большой частотой) приводят через некоторое время к его местному разрушению, образованию углублений. [c.7]

Возникновение Т. при обтекании ТВ. тел может проявляться не только в виде турбулизации пограничного слоя, но и в виде образования турбулентного следа за телом в результате отрыва пограничного слоя от его поверхности. Турбулизация пограничного слоя до точки отрыва приводит к резкому уменьшению полного коэфф. сопротивления тела. Т. может возникнуть и вдали от тв. стенок при потере устойчивости поверхности разрыва скорости (напр., образующейся при отрыве пограничного слоя или являющейся границей затопленной струи или поверхностью разрыва плотности) или при потере устойчивости распределения плотности жидкости в поле тяжести, т. е. при возникновении конвекции. Англ. учёный Дж. У. Рэлей установил, что критерий возникновения конвекции в слое жидкости толщиной к между двумя плоскостями с разностью темп-р дТ имеет вид Яа= ё к ЬТЬх, где g — ускорение свободного падения, р — коэфф. теплового расширения жидкости, X — коэфф. её температуропроводности. Критич. число Рэлея Лвкр имеет значение 1100—1700. [c.770]

Теоретическому исследованию образования и развития спиральных поверхностей тангенциального разрыва около тел, обтекаемых идеальной жидкостью, посвящены работы А. А. Никольского (1957). Им получены ицтегро-диффёренциальные уравнения для автомодельных движений такого рода, получены законы подобия для обтекания тел с острыми ребрами И доказаны некоторые интегральные теоремы, касающиеся динамики таких движений. [c.97]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...