Возмущения трехмерные

Предельная асимптотическая модель трехмерных возмущений трехмерного пограничного слоя рассматривается в [166] для дозвуковых скоростей набегающего потока и при больших характерных числах Рейнольдса. Нетривиальные решения линеаризованных уравнений существуют, если частота и компоненты волнового вектора [c.11]

Как уже отмечалось, приведенные методы расчета не учитывают воздействия поперечных составляющих скорости на решетку при протекании через нее жидкости, что снижает точность расчета. В предлагаемых ниже методах эти составляющие скорости принимаются во внимание. Поскольку решетка испытывает воздействие не только нормальных составляющих скорости, но и поперечных, сила ее сопротивления проявляется в двух направлениях нормально и параллельно поверхности. Соответственно возмущение потока (изменение профиля скорости), вызванное решеткой, носит не одномерный характер, а двухмерный или, при соответствующих условиях, и трехмерный. [c.119]

Рассчитывая обтекание профиля и крыла конечного размаха потоком несжимаемой жидкости, полагают, что при таком обтекании образуется плоское возмущенное течение, что, конечно, является идеализацией, так как при обтекании профилей, принадлежащих крыльям конечного размаха, и при обтекании непосредственно крыльев конечного размаха возникает трехмерное течение. Однако полученные характеристики являются одними из основных параметров, используемых при расчете аналогичных характеристик реальных [c.160]

Здесь Р, р2 — произвольные функции. Если вид функций р2 известен, то по формулам (1.15) можно найти распределение, давления, плотности или скорости газа в любой момент времени. Волны (1.15) — нелинейные, поскольку аргумент функций р1, р2 зависит от величины самого возмущения, и профиль, волн искажается в процессе их распространения. Их называют простыми волнами. Можно показать, что к области однородного потока могут примыкать только простые волны. Решения для двумерного и трехмерного случаев, примыкающие к области однородного течения, называются двойными и тройными волнами соответственно. [c.14]

При обтекании препятствия конечных размеров во всех направлениях (например, шара) скорость возмущенного потока будет функцией трех координат (а при неустановившемся течении будет зависеть еще и от времени). Поток такого рода называется трехмерным это — наиболее общий случай течения, называемый также пространственным течением. [c.56]

Таким образом, задача о распространении упругих волн в изотропной среде в безграничном трехмерном пространстве и в случае плоской задачи сводится к интегрированию двух обособленных волновых уравнений. Отсюда видно, что в однородной, изотропной, упругой среде, заполняющей безграничное пространство, любое малое возмущение может быть представлено с помощью наложения волн расширения и волн сдвига. Если среда неоднородна или занимает ограниченную часть пространства, то могут возникать другие типы волн, например волны, распространяющиеся в окрестности границы среды. Такого рода волны будут рассмотрены ниже. [c.403]

С учетом вязкости область неустойчивости на рис. 81 сокращается и располагается внутри зоны невязкой неустойчивости. Автор работы [10] определил собственную функцию ф( ) для нейтральных колебаний (см. рис. 81, точка /). Определенные по значению этой функции линии тока возмущенного движения выглядят так, как показано на рис. 82. Многие экспериментальные работы при вынужденных возмущениях пограничного слоя показали хорошую сходимость результатов, характерных естественным возмущениям, с данными рис. 81. Однако при этом выяснилось, что нарастание неустойчивых волн приводит к явно выраженной трехмерной структуре течения. [c.179]

Указанное выше явление неустойчивости имеет место только в двухмерной струе. Для трехмерной струи возмущения не могут быть разделены на симметричные и антисимметричные, поэтому здесь нельзя ожидать подобной антисимметричной неустойчивости. В опытах без стеклянных стенок (трехмерная струя) явления неустойчивости обнаружить не удалось. Хотя теоретического анализа устойчивости трехмерного потока сжимаемой жидкости не имеется, анализ [10] аксиально-симметричного [c.79]

При малых возмущениях потока, безразлично, вносятся ли они из окружающего воздуха или от поверхности пластины,,переходный процесс возникает из-за того, что пограничный слой вследствие поперечных колебаний определенной длины волны становится при определенных условиях неустойчивым. При распространении волны нарастают и усиливаются. При этом волны искажаются, поскольку неустойчивость теперь имеет место в области постоянного нарастания длин волн. Последнее приводит к возникновению новых волн, число которых непрерывно возрастает до тех пор, пока, наконец, не произойдет их деформация и опрокидывание. Одновременно начинается переход двухмерного потока, который до этого имел место, к трехмерной нерегулярной форме течения. Вначале это довольно грубая форма турбулентности, затем по мере развития потока большие вихри разрушаются и из них образуются мелкие вихри ( мелкозернистая форма турбулентности). [c.357]

Хорошо известные классические работы по устойчивости поверхности раздела двух жидкостей разной плотности в поле силы тяжести (неустойчивость Рэлея-Тэйлора при расположении тяжелой жидкости над легкой), рассматривавшие задачу в линейном приближении, пополнились позднее работами, посвященными эволюции возмущений на нелинейной стадии. Так, показано ), что при задании на поверхности жидкости первоначально синусоидальных возмущений малой амплитуды обращенные вниз выпуклости поверхности превращаются в растущие со все большей скоростью пальцы , вверх же всплывают пузыри , достигая постепенно постоянной скорости подъема. Развитие подобного вида структур исследовано также в случаях, когда поверхность возмущена в двух направлениях и образующиеся периодические структуры являются трехмерными. [c.205]

Рассмотрены ламинарные течения вязкой несжимаемой жидкости и теплообмен в каналах при произвольном малом отклонении их поверхности от цилиндрической. Приведена линейная система уравнений и граничных условий для возмущенных динамических и тепловых полей, полученная путем линеаризации полной системы уравнений Навье-Стокса около решения для развитых течений в цилиндрических трубах произвольного сечения. Для практически важного случая, когда возмущения поверхности каналов сосредоточены на участке конечной длины, показано, что интегральные динамические и тепловые характеристики каналов находятся без решения трехмерных уравнений путем перехода к эффективным двумерным краевым задачам, сложность решения которых не выше, чем для развитых течений. Дано обобщение развитой теории на течения с силовыми источниками малой эффективности. Рассмотрены приложения к плоским каналам и круглым трубам с возмущенными поверхностями. [c.374]

В заключение заметим, что развитая методика построения равномерно пригодного решения для задачи входа тонкого пространственного тела в жидкость (разд. 1) предполагает необходимую гладкость передних кромок. В частности, при наличии излома передней кромки методика непригодна. Так, на дозвуковом режиме входа пространственного тела в жидкость (рис. 2, область 1) [5] характеристики линейного (внешнего) решения задачи имеют логарифмическую особенность в носике тела при стремлении к нему точки поля возмущенного течения по любому направлению. Это указывает на то, что областью неоднородности внешнего решения здесь будет не трубка , как на передней кромке, а сфера с характерным размером г = 0(е / ). Поэтому внутренние переменные (1.8) в этом случае необходимо вводить по всем трем декартовым координатам г (1.4), что приведет к внутренней задаче для трехмерного уравнения Лапласа с соответствующими краевыми условиями на поверхности пространственного тела в окрестности носика. [c.671]

В процессе конечно-элементных вычислений можно рассчитать вариацию потенциальной энергии 8л, обусловленную виртуальным приростом трещины 8а. В работе [5] описана методика, позволяющая проводить такие расчеты. При решении с помощью метода конечных элементов трехмерной задачи на фронт трещины, как правило, может попасть несколько узлов конечных элементов. Каждый из этих узлов поочередно подвергают возмущению с тем, чтобы определить изменение потенциальной энергии 8п/8а. Пользуясь допущением о существовании в каждой точке вдоль фронта трещины состояния плоской деформации, в нужной точке рассчитывают коэффициент Кг, при этом используют зависимость, определяющую удельную энергию, высвобожденную в условиях плоской деформации. Повторяя воз- [c.184]

Существующие теории устойчивости предполагают, что неустойчивость наступает одновременно во всей области течения, где достигнуты критические условия. Так, для двумерного пограничного слоя на плоской поверхности состояние неустойчивости должно было бы наступить по всей длине некоторой линии, перпендикулярной направлению течения. Это показано схематически на рис. 11-5,а. Однако, судя по всему,, в действительности это не так. Турбулентные возмущения появляются сначала в ограниченных зонах или пятнах внутри жидкости [Л. 3]. Эти пятна растут по мере того, как они сносятся вниз по потоку, вторгаясь в ламинарно текущую жидкость, нока отдельные пятна не сольются между собой. Распространение и развитие турбулентных пятен иллюстрируются на рис. 11-5,6. Таким образом, возникновение турбулентности трехмерно по своему су- [c.228]

В этом трехмерном случае функция тока возмущений отсутствует и надлежит пользоваться потенциалом скоростей возмущений ф х, у, %). Граничное условие непроницаемости поверхности крыла может быть снесено в плоскость Oxz [c.336]

Теоретические указания состоят в том, что в надкритической области вблизи нр лишь эта структура оказывается устойчивой по отноигеиию к малым возмущениям трехмерные же призматические структуры оказываются неустойчивыми. Экспериментальные результаты существенно зависят от условий опыта (в том числе от формы и размеров боковых стенок сосуда) п не однозначны. Наблюдавшаяся в ряде случаев трехмерная гексагональная структура связана, по-видимому, с влиянием поверхностного натяжения на верхней свободной поверхности, и с температурной зависимостью вязкости жидкости (в изложенной теориии вязкость v рассматривалась, конечно, как постоянная). [c.317]

Согласно современным представлениям, возмущения, возникающие в сдвиговых течениях, мграют существенную роль в происходящих там процессах тепломассообмена. Во. многих случаях эти возмущения носят достаточно организованный, трехмерный характер, что позволяет их классифицировать как когерентные вихревые структуры. В закрученных течениях это проявляется особенно отчетливо и своеобразно. [c.144]

Доказательство этого утверждения (Н. В. Squire, 1933) состоит в том, что система уравнений (26,4) для воз.мущенпй вида (26,4) 1 ожет быть приведена к виду, в котором она отличается от уравнений для двумерных возмущений лишь заменой R на R os ф, где ф — угол между к и Vo (в плоскости xz). Поэтому критическое число R p для трехмерных возмущений (с заданным/ ) Rkp = R,

[c.150]

Понятие о характеристиках (в трехмерном случае — характеристических поверхностях) имеет и несколько иной аспект. Это — лучк, вдоль которых распространяются возмущения, удовлетворяющие условиям геометрической акустики. Если, например, стационарньЕй сверхзвуковой поток газа обтекает достаточно малое преаятстаие, то вдоль отходящих от этого препятствия характеристик расположится стационарное возмущение движения газа. К этому результату мы пришли еще в 68 при изучении геометрической акустики движущихся сред. [c.444]

Пятое представление. Е. Р. Корино и Р. С. Бродки /279/ визуализировали движение в круглой трубе с помощью коллоидных частиц /94/. Авторы предлагают трехслойную схему 1) й<Ке, <5 - зона вязкого подслоя движение в ней не ламинарное, частицы среды все время отклоняются от прямолинейного движения вдоль стенки. Возмущения являются трехмерными, мелкомасштабными они вызываются и подаер-живаются турбулентностью, генерируемой в соседней области. С рос том числа Рейнольдса степень отклонений от основного направления [c.25]

Шестое представление. Т. Дж. Блэк /269/, изучив известные результаты экспериментов С. И. Клайна, Г. А. Эйнштейна и других, предложил свою теорию турбулентности пристенного слоя. По Т. Дж. Блэку, основная роль случайных турбулентных пульсаций в потоке со сдвигом состоит не в непосредственном и локгшьном переносе осредненного импульса, а в порождении сильной трехмерной неустойчивой с фукту-ры подслоя. Эта неустойчивость в свою очередь вызывает быстрое разрушение структуры потока в подслое, которое повторяется во времени и пространстве на всей поверхности, обтекаемой турбулентным потоком. Это явление Блэк представляет в следующем виде имеется более или менее равномерно расположенная на поверхности система зон, в которых происходит разрушение структуры подслоя. Эта система движется по потоку со скоростью, примерно равной скорости перемещений турбулентных возмущений в слое. В движущейся зоне разрушения структуры энергия передается от основного движения к вращательному и каждая зона разрушения рассматривается как движущийся генератор вихрей. Непрерывная потеря кинетической энергии в этой зоне требует непрерывного локального оттока среды от стенки. В результате каждое разрушение поперек основного потока и образует непрерывные вихревые листки, расположенные под некоторым у1 лом к стенке. [c.26]

Рассмотрим прямую задачу для общего случая нестационарного трехмерного течения нереагирующей смеси газов. В этом случае на жесткой стенке (контуре обтекаемого тела или канала) задается условие непротекания (WV) F=0, где F x, у, z)=0 — уравнение жесткой стенки. В качестве начальных условий при t = Q во всей области течения задают все газодинамические параметры течения (при этом допускается существование поверхностей разрывов). При решении внешних задач обтекания в некотором сечении х = Хо вверх по потоку от тела должно быть задано распределение скоростей, в частности в случае равномерного обтекания ы = ыоо = сопз1, v = w=0. При этом в случае сверхзвукового обтекания это сечение может быть расположено непосредственно у фронта ударной волны, поскольку в сверхзвуковом потоке возмущение, создаваемое телом, ограничено ударной волной. При дозвуковом обтекании начальное сечение x = Xq должно быть отнесено достаточно далеко от тела, так как возмущение, создаваемое обтекаемым телом, вообще говоря, распространяется до бесконечности. Вниз по потоку от обтекаемого тела при сверхзвуковом обтекании не [c.50]

Прямое количественное сопоставление расчета и эксперимента вряд ли возможно вследствие существенно трехмерной структуры развитого волнового движения - (рис. 5-9). Трехмерная структура образующихся волн является следствием неустойчивости решений уравнении типа (5-75) к возмущениям по третьей координате, на что впервые указано в работах Б. Б. Кадомцева и В. PI. Петвиа-швили. [c.123]

При этом возникают силы, стремящиеся вернуть жидкость к равновесию. При стекании пленок большое значение имеет сила, обусловленная поверхностным натяжением жидкости. Под действием восстанавливающих сил жидкие частицы стремятся вернуться к положению равновесия. Однако по инерции они будут проходить положение равновесия, вновь испытывать действие восстановительных сил и т. д. На это движение накладывается действие сил тяжести [Л. 133]. В результате на поверхности пленки, подвергшейся случайному возмущению, будут возникать волны. Волновые движения, возникающие разновременно в различных местах от случайных возмущений, налагаясь друг на друга, прив(5Нят к сложной трехмерной картине процесса. Ламинарно текущая пленка обладает неустойчивостью относительно возмущений с достаточной длиной волны (>б). При малых числах Рейнол 1Дса возникающие в слое возмущения сносятся вниз по течению. Если же число Рейнольдса пленки больше некоторого предельного Кеволн, то образуется устойчивый волновой режим. [c.267]

Наоборот, можно быть совершенно уверенным в том, что линейные размеры области, в которой заключено возмущение, составляют во всех направлениях еще значительное число длин волн. Это очевидно, во-первых, потому, что при удалении от точки совпадающих фаз на расстояние, равное небольшому числу длин волн, совпадение фаз почти не нарушится и условия интер ференции почти не изменятся. Во-вторых, достаточно учесть, что данное условие выполняется в трехмерном евклидовом случае обычной оптики, чтобы убедиться в том, что это имеет место в общем случае. [c.690]

Теория опирается на следующую основную гипотезу основная роль случайных турбулентных пульсаций в потоке со сдвигом состоит не в непосредственном и локальном переносе осредненного импульса, как предполагалось в классических теориях, а в порождении сильной трехмерной неустойчивости структуры подслоя, которая была обнаружена Клайном и его сотрудниками. Эта неустойчивость в свою очередь вызывает быстрое разрушение структуры потока в подслое, которое повторяется во времени и пространстве на всей поверхности, обтекаемой турбулентным пограничным слоем. Для простоты это явление рассматривается в виде следующей модели имеется правильная система областей, в которых происходит разрушение структуры подслоя и которые более или менее равномерно расположены на поверхности. Эта система движется вниз по потоку с характерной скоростью, равной скорости перемещения турбулентных возмущений в слое (т. е. примерно 80% скорости вне пограничного слоя). [c.301]

Дальнейшее увеличение R приводит к нарушению синусоидального характера волн. Волны имеют вид наплыва с крутым фронтом и пологой тыльной стороной [3-10, 3-27]. Волновые движения, возникающие разновременно в различных местах от случайных возмущений, нала-гаясь друг на друга, приводят к сложной трехмерной картине процесса. Поэтому полное и строгое теоретическое исследование волнового дви--жения наталкивается на большие трудности. При анализе процесса приходится ограничиваться его частной моделью. [c.57]

Одно из допущений, принимаемое при исследовании трехмерного ламинарного пограничного слоя, состоит в том, что скорость поперечного потока считается малой по сравнению со скоростью основного потока. Общее решение для данного случая было получено в работе [1]. Это решение показывает, что скорость поперечного потока оказывает существенное влияние на характеристики трехмерного пограничного слоя, что представляет большой интерес для инженеров-аэродинамиков. К сожалению, даже при принятых допущениях решение поставленной задачи является достаточно сложным. Поэтому для производства быстрых вычислений желательно иметь упрощенные методы расчета. Существует ряд других задач расчета пограничного слоя, которые могут являться злободневными при конструировании турбомашин. Например, представляет интерес случай, когда толстый ламинарный пограничный слой подвергается внезапному боковому возмущению под действием градиента давления или в результате поперечного перемещения обтекаемой поверхности. В турбомашинах такие условия имеют место, например, когда поток газа с толстым ламинарным слоем поступает на лопатки ротора. Поперечное течение газа начинается не на передней кромке, а в той точке, где возникает боковое возмущение. Таким образом, имеем две характерные постановки задачи, заслуживающие внимания. [c.27]

Со временем явно наметились две различные школы. Первая школа утверждала, что ламинарный поток является неустойчивым в классическом понимании, согласно которому даже бесконечно малые возмущения способны вызвать переход к турбулентному потоку. Тот факт, что переход никогда не наблюдался при ожидаемом числе Рейнольдса, объяснялся этой школой некоторым несовершенством теории. Возмущения, описываемые теорией малых колебаний Орра—Зоммерфельда— Толлмина (позднее распространенной на случай теплообмена), не связывались с вопросами перехода, а поэтому данная школа не могла установить какой-либо определенной,зависимости. Более того, утверждалось, что вообще невозможно установить какие-либо соотношения в этой задаче. Вторая школа считала, что переход вызывается только конечными возмущениями. Например, удалось экспериментально установить, что при особых условиях ламинарное течение может существовать и при высоких числах Рейнольдса. Указанный факт находится в явном противоречии с любым допущением о неустойчивости в обычном ее понимании. Автор считает, что этот спор может быть разрешен приводимыми ниже данными. Поток существенно устойчив относительно двух- и трехмерных возмущений лишь при условии, что трехмерные возмущения имеют место при значении числа Рейнольдса ниже критического, но отнесенного не к основному потоку, а к самим возмущениям. Согласно настоящей теории двухмерные возмущения в идеальном случае затухают. [c.57]

ТРЕХМЕРНАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ПЛОСКОГО ТЕЧЕНИЯ С КРИТИЧЕСКОЙ ТОЧКОЙ ПРИ НАЛИЧИИ ВИХРЕОБРАЗНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ [c.257]

Возникающая турбулентность является в большинстве случаев трехмерной. Представляет интерес рассмотреть вопрос,. при каких условиях, достаточно надежных в теоретическом и экспериментальном отношениях, возникающая неустойчивость, обусловленная плоскими поступательными волнами Толлмина, приводит к трехмерной турбулентности. В связи с этим можно предположить, что в относительно вогнутой области ламинарного пограничного слоя, возмущенного нарастающими волнами, возникает при достаточном нарастании вторичная неустойчивость в отношении вихревых трехмерных возмущений с осями, параллельными основному потоку, причем плоское течение скорее всего переходит в ячеистое трехмерное течение. Особенно благоприятные условия для этой вторичной неустойчивости имеют место в зоне, где скорость распространения волн Толлмина соизмерима со скоростью основного потока. Если такая вторичная неустойчивость существует, то расхождение между значением критического числа Рейнольдса нейтральных волн Толлмина и наблюдаемым дальнейшим ростом числа Рейнольдса переходной ламянарно-трубулентной области может быть связано с критическим числом Рейнольдса вторичной неустойчивости. [c.265]

Как уже отмечалось выше, интерферометр дает среднюю плотность воздуха на всем протяжении светового пучка, поэтому возникают вопросы во-первых, каким образом можно получить по ширине пластины локальную картину наблюдаемого движения волн и превращения их в нерегулярный поток, и, во-вторых, как определить характер возмущений, т. е. выяснить, имеем ли мы дело с двухмерным или трехмерным процессом возмущений Эти вопросы можно выяснить, сделав поток видимым с помощью струек дыма. Дым от горящей сигаретты вдувался с малой скоростью через ряд тонких сверлений в нижнем крае плиты. Струйки дыма, выйдя из отверстий, захватывались потоком свободной [c.354]

Механизмы воздействия акустических волн на нелинейное развитие трехмерных возмущений в затопленных струях исследованы в [2.24]. Авторами обнаружена жесткая неустойчивость струйных течений и слоев смешения по отношению к трехмерным конечно-амплитудным возмущениям типа раностного резонанса. Объяснен ряд явлений, связанных с аэроакустическим стабилизирующим и дестабилизирующим воздействием акустических волн на устойчивость и дальнобойность струй. Теоретический анализ проведен на базе трехмерных нестационарных уравнений Навье-Стокса без каких-либо дополнительных предположений при расчете как ламинарного, так и турбулентного течений. [c.82]

К основным методам решения квазистати-ческих трехмерных задач теории упругих температурных напряжений относят методы, основанные на использовании термоупругого потенциала перемещений, вариационных принципов, а также методы возмущений, Майзеля и др. [43, 54, 57, 68, 73]. Для решения плоских задач могут быть ис- [c.213]

Для прикладной теории устойчивости механических систем эти теории не добавляют существенно нового (кроме терминологаи) к известным фактам. В этом можно убедиться, например, по приложениям этой теории к строительной механике из книги [17]. На рис. 7.3.9, а приведена известная зависимость характерного прогиба /упругого стержня или его модели (рис. 7.3.2) от параметра нагрузки 5 и начального возмущения е . На рис. 7.3.9, б показана диаграмма катастрофы типа сборки , которая по существу представляет собой трехмерную интерпретацию зависимости между / р и в для положений равновесия. [c.477]

С точки зрения практических приложений исследование иесквоз-ной трещины, находящейся в конструкционном элементе, который можно представить пластиной или оболочкой, является одной из наиболее важных задач механики разрушения. В самом общем случае эта задача сводится к задаче о трехмерной трещине, развивающейся в теле конечных размеров, где поле напряжений, возмущенное трещиной, испытывает сильное влияние границ твердого тела. В настоящее время точное решение подобной задачи даже в случае линейно-упругих твердых тел представляется весьма сложным. В связи с этим, как показано Б книге, для решения задачи используются разнообразные численные методы, в частности метод конечных элементов. Возобновившийся в последние годы интерес к так называемой модели в виде линейных пружин (стержневой модели трещины), впервые описанной в [1], частично объясняется желанием получить более простое и менее дорогое решение задачи о несквозной трещине, а частично тем обстоятельством, что для некоторых и весьма важных конфигураций трещин эта модель приводит к результатам, обладающим приемлемым уровнем точности. [c.243]

Результаты этих расчетов показали, что неадаптированные специально для задач сверхсжатия методики позволяют решать достаточно надежно двумерные задачи до максимального сжатия в несколько тысяч раз и трехмерные — в несколько сот раз. Успешное решение задач с заданным распределением давления явилось косвенным подтверждением некоторой устойчивости процесса сверхсжатия, так как при этом чис-ленные методики сами вносят целый ряд возмущений и погрешностей. [c.471]

Причины заключаются в следующем. Как видно из вывода формул (3.2), они должны быть справедливы тогда, когда матричные элементы оператора возмущения меньше разностей собственных значений. Что же касается устойчивых резонаторов из неограниченных зеркал, то вьиду отсутствия потерь здесь существуют различающиеся собственные функции с одинаковыми или почти равными ]3 не только в трехмерном случае (см. в 23 о вырождении функций с одинаковыми 2), но и в двумерном. Действитель- [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...