Характеристика сверхзвукового потока

Расчетная картина течения с головными волнами в бесконечной решетке профилей при дозвуковой осевой составляющей скорости (Мю < 1) на положительных углах атаки показана на рис. 3.11. Здесь пунктиром показаны характеристики сверхзвукового потока на бесконечности перед решеткой, сплошными линиями — характеристики (линии разрежения), вдоль каждой из,которых скорость постоянна и равна скорости в соответствующей точке на спинке профиля. [c.75]

Рис. 5.2. Характеристики сверхзвуковом потоке

Характеристика сверхзвукового потока 91 [c.736]

Для построения поля скоростей в сверхзвуковом потоке обычно решают уравнение (100) методом характеристик. [c.98]

Если бы в некоторой точке А стенки (рис. 4.10) имелось какое-либо малое препятствие, то оно вызвало бы слабое возмущение равномерного потока. Такое возмущение распространилось бы в равномерном сверхзвуковом потоке по прямой линии — характеристике, составляющей с направлением скорости угол ао, определяемый из условия [c.156]

Остановимся на обтекании решеток сверхзвуковым потоком с дозвуковой осевой составляющей скорости. Если при фиксированном числе М1 уменьшить осевую составляющую скорости набегающего потока, то направление характеристики приблизится к направлению фронта решетки и при Мы = 1 оба направления совпадут между собой. При гиь < а характеристики направлены выше фронта решетки, и в этом случае, так же как и при до- [c.86]

Метод характеристик применяется для расчета сверхзвуковых течений, при этом используются физические закономерности распространения в сверхзвуковом потоке слабых волн разрежения и сжатия, волн Маха. [c.273]

При расчете внешнего обтекания или расчете течения в воздухозаборнике в качестве одной из границ может быть взята ударная волна (характеристика), направление которой может быть рассчитано в ходе решения задачи о взаимодействии двух однородных сверхзвуковых потоков. [c.281]

Параметры на верхней и нижней продольных границах ячейки определяются из решения плоской задачи о взаимодействии двух равномерных сверхзвуковых потоков (см. 9, гл. IV). Потоки начинают взаимодействовать по прямой линии, проходящей через точку с координатами х = хо, г = г,, где / = п и п — i для верхней и нижней границы соответственно. Возможные варианты решения задачи схематически изображены на рис. 14.7. Двойные линии обозначают ударные волны, штриховые — тангенциальные разрывы, пунктирные — границы веера характеристик, сплошная прямая — возможное расположение продольной границы ячейки. Напомним, что на тангенциальном разрыве имеет место разрыв касательной составляющей скорости и произвольный разрыв плотности. Давление на таком разрыве непрерывно. Через тангенциальный разрыв газ не течет. На ударной волне наблюдается разрыв нормальной составляющей скорости, плотности и давления, тангенциальная составляющая скорости непрерывна на таком разрыве. [c.281]

Заметим, что все вышеприведенные расчеты выполнены без учета нарастания пограничного слоя на обтекаемых поверхностях. Влияние пограничного слоя может быть учтено введением поправки в контур тела на толщину вытеснения б. Для этого необходимо применить какой-либо численный или интегральный метод расчета ламинарного или турбулентного пограничного слоя (гл. VI) совместно с изложенным выше методо<м сквозного счета. При наличии интенсивных скачков уплотнения в сверхзвуковом потоке возможен отрыв пограничного слоя (гл. VI, 6). Отрыв пограничного слоя приводит к картине течения в канале, существенно отличающейся от идеального расчета. Оставаясь в рамках приведенной выше методики расчета, можно попытаться в первом приближении учесть влияние отрыва на характеристики течения. С этой целью предлагается использовать зависимости для отношения давлений в зоне отрыва дг/ро и для длины отрывной зоны Ь/б (гл. VI, 6). При расчете течения методом сквозного счета от сечения, где начинается отрывная зона, как и в случае струи, на границе задается давление, равное давлению в зоне отрыва. Заметим также, что при расчете струи, вытекающей из сопла во внешний поток, возможно учесть влияние спутного потока, решая соответствующую задачу о взаимодействии двух сверхзвуковых потоков на границе струи. [c.293]

В сверхзвуковом потоке, т, е. при w4> с, дифференциальное уравнение (9.75) решается методом характеристик. Чтобы дать понятие об этом методе, рассмотрим распространение слабых возмущений в сверхзвуковом потоке газа. Слабые возмущения, как мы знаем из 9.3, распространяются в газе со скоростью звука. Это означает, что если в данной точке потока газ подвергается слабому возмущению, то влияние этого возмущения распространяется только вниз по течению, так что возмущенная зона будет представлять собой вначале конус с вершиной в точке, где возникло возмущение. Для угла раствора этого конуса 2а справедливо соотношение sin а == IW, а на боковой поверхности конуса составляющая скорости газа, перпендикулярная к поверхности конуса (или, что то же самое, к линии слабых возмущений), равна местной скорости звука, т. е. Wn = с если бы это было не так, то линии слабых возмущений не занимали бы устойчивого положения. Поверхность, ограничивающую область потока, куда достигает исходящее из данной точки возмущение, называют характеристической поверх-ностью. [c.329]

Метод характеристик требует значительного объема вычислений, причем конечный результат не может быть получен в аналитической форме. Поэтому такой метод используют только в тех случаях, когда имеющиеся аналитические или эмпирические зависимости не обеспечивают требуемой точности. К этим случаям относится, например, построение профиля сверхзвуковой части сопла аэродинамических труб, на выходе которого требуется получить равномерный сверхзвуковой поток газа с заданными параметрами. [c.138]

Уравнение для характеристик в плоскости годографа для плоского сверхзвукового потока имеет вид [c.140]

Покажите, что если в плоском потенциальном (сверхзвуковом) потоке одна из характеристик какого-либо семейства прямая, то и все другие характеристики этого семейства также прямые. [c.141]

На рис. 5.6 показаны схемы обтекания плоским сверхзвуковым потоком двух одинаковых поверхностей. На одной из этих схем характеристики имеют вид прямых линий, а на другой они — криволинейные. Чем можно объяснить это различие [c.141]

Значительное влияние на аэродинамические характеристики крыла, обтекаемого сверхзвуковым потоком, оказывает характер передних (а так- [c.213]

Эти особенности обтекания крыльев сверхзвуковым потоком приводят к возникновению на их поверхности различных областей влияния, что проявляется в изменении соответствующих аэродинамических характеристик. [c.214]

Найдите производные аэродинамических характеристик прямого треугольного крыла путем соответствующего пересчета этих производных для обратного треугольного крыла, обтекаемого нестационарным сверхзвуковым потоком при малых числах Струхаля. Вычислите производные для прямого треугольного крыла с удлинением = 4 при = 1,5. [c.261]

Методом характеристик рассчитано распределение давления по телу вращения, обтекаемого идеальным (невязким) газом (кривые 1 и 2 на рис. 10.5). Объясните различие в распределении давления,характеризуемом кривыми, и укажите скорости сверхзвукового потока, при которых это различие существенно. [c.477]

Вдув газа навстречу сверхзвуковому потоку, обтекающему головные части летательных аппаратов, представляющий собой одно из средств управления аэродинамическими характеристиками, может осуществляться через проницаемую (пористую) обтекаемую поверхность. При известных условиях эффективность такого управления оказывается выше, чем при вдуве из отдельных отверстий (дискретный вдув). Вдув через проницаемую поверхность открывает возможность моделирования сложного процесса уноса теплозащитных покрытий летательных аппаратов, разрушающихся под воздействием разогретого омывающего газа, а также исследования влияния этого уноса на аэродинамические характеристики. [c.412]

Рассмотрим теперь течение Прандтля — Майера. На рис. 2.8 приведены примеры течений, в которых оно реализуется. На рис. 2.8, а показано обтекание плоской выпуклой стенки равномерным сверхзвуковым потоком. Поскольку характеристика АВ прямолинейная (с постоянными параметрами), то в области [c.58]

Рассмотрим задачу об обтекании тела сверхзвуковым потоком газа при наличии сильного вдува на его поверхности. Эта задача возникает, например, при расчете аэродинамических характеристик тела вращения с учетом вдува, возникающего при термохимическом разрушении теплозащитного покрытия. Математически задача об обтекании тела вращения сверхзвуковым потоком газа сводится к решению уравнений физической газовой динамики [c.366]

В 3 и 6 были рассмотрены идеальные процессы. На практике при движении жидкостей или газов в каналах проявляется влияние свойства вязкости и внешних по отношению к потоку сил трения на стенках канала. Это влияние сильно возрастает для длинных каналов, в связи с этим характерно стремление делать короткие сопла. С другой стороны, при очень коротких соплах сильно нарушается равномерность распределения скоростей, возникают резко выраженные неравномерные пространственные движения с возможными отрывами потока от стенок и появлением карманов с противотоками. Не только основные размеры и соответствующий градиент давления, но и форма контуров канала оказывают большое влияние на распределение скоростей внутри канала. Необходимо также учитывать шероховатость стенок канала и в некоторых случаях тепловые потоки сквозь их стенки (например, в соплах ракетных двигателей движущийся газ имеет температуру порядка 3000° К). В сверхзвуковых потоках основным источником потерь и неравномерностей могут являться скачки уплотнения. Внутри сопла такие скачки могут образовываться в зависимости от некоторых геометрических свойств контура канала и независимо от формы канала на нерасчетных режимах истечения (см. 6). В связи с этим в значениях средних по сечению характеристик потока в сопле могут наблюдаться отклонения от значений, рассчитанных но идеальной теории, изложенной в 3 и 6. [c.93]

Наиболее универсальным способом построения контура лопатки после узкого сечения является хорошо известный метод характеристик, в основе которого лежит теоретическое решение задачи об обтекании тупого угла сверхзвуковым потоком, полученное Прандтлем и Майером. В этом случае спинка лопатки после узкого сечения строится как линия тока при обтекании сверхзвуковым [c.181]

Весьма наглядной характеристикой состояния потока в любом сечении канала является отношение его скорости в данном сечении W к местной скорости звука а. Это отношение называется числом Маха и обозначается буквой М. Значения Mдвижению потока с дозвуковыми скоростями, а значения М>1—со сверхзвуковыми скоростями. [c.155]

Возможны три схемы расположения первой характеристики волн разрежения за конденсационным скачком а) характеристика располагается перед скачком конденсации такая схема означала бы что п сверхзвуковом потоке следствие опережает причину б) характеристика располагается под углом ат1<Рк в этом случае должны были бы возникать пересечение скачков и интерференция их со стенкой, что противоречит опытным данным в) первая характеристика совпадает с фронтом скачка эта схема подтверждается экспериментом. [c.166]

Из формулы (5-55) следует, что в ускоряющемся сверхзвуковом потоке углы характеристик в направлении течения уменьщаются, а в диффузорном потоке — увеличиваются. При пересечении характеристики давление потока может увеличиться (слабая волна уплотнения) или уменьшиться (слабая волна разрежения). [c.130]

Эти характеристики для сверхзвукового потока являются действительными, и для решения приведенных выше уравнений можно воспользоваться методом характеристик, предложенным Зауером [679]. Условия в околозвуковой области вблизи горла сопла получены путем экстраполяции метода Зауера. По-видимому, с учетом последних исследований, упомянутых в разд. 7.2 и 7.3, можно получить точное решение для этой области. Как и раньше, следует использовать квазинепрерывное представление среды с ограничением, согласно которому характеристики существуют только при М 2 > 1. Сверхзвуковые течения газа с частицами рассматриваются также в работах Крайбела [439], посвященной косому скачку уплотнения, и Моргенталера [553] об угле наклона ударной волны на клине, обтекаемом потоком газа с частицами. В работах [671, 678[ исследован метод характеристик в применении к двухфазному потоку. [c.344]

При постановке задач о наилучшей форме тел в сверхзвуковом потоке возникнет необходимость определения условий, которым функции V , д, р, р или их часть, подчиняются на характеристиках. Предельно быстрое увеличение плотности приводит к соответствуюшим разрывам функций на ударных волнах, предельно быстрое уменьшение — к конечным скоростям изменения р на характеристиках с возможной бесконечной скоростью изменения р в точке или даже с разрывом в точке фокусировки характеристик (как, например, в течении Прандтля—Майера). [c.52]

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]

На рис, 115 изображен обтекаемый профиль слева от точки О он прямолинеен, далее от точки О начинается закругление. В сверхзвуковом потоке влияние закругления распространяется, разумеется, лишь на область потока вниз по течению от исходящей из точки О характеристики ОА. Поэтому все течение слева от этой характеристики будет представлять собой однородный поток (относящиеся к нему значения величин отличаем индексом 1). Все характеристики в этой области параллельны друг другу и наклонены к оси х под углом Маха щ = ar sin ( i/oj). [c.603]

Что касается области существования простой волны при обтекании вогнутого профиля, то вдоль линий тока, проходящих над точкой О, оно применимо вплоть до места пересечения этих линий с ударной волной. Липин же тока, пролодящие под точкой О, с ударной волной вообще не пересекаются. Однако отсюда нельзя сделать заключение о том, что вдоль них рассматриваемое решение применимо везде. Дело в том, что возникающая ударная волна оказывает возмущающее влияние и на газ, текущий вдоль этих линий тока, и таким образом нарушает движение, которое должно было бы иметь место в ее отсутствии. В силу свойства сверхзвукового потока эти возмущенггя будут, однако, проникать лишь в область газа, находящуюся вниз по течению от характеристики ОА, исходящей из точки начала ударной волны (одна из характеристик второго семейства). Таким образом, рассматриваемое здесь решение будет применимым во всей области слева от линии АОВ. Что касается самой линии ОА, то она будет представлять собой слабый разрыв. Мы видим, что непрерывная (без ударных волн) во всей области простая волна сжатия вдоль вогнутой поверхности, аналогичная простой волне разрежения вдоль выпуклой поверхности, невозможна. [c.606]

В плоском стационарном сверхзвуковом потоке имеется в общем случае три семейства характеристик. По двум из них (которые мы будем называть характеристиками и С ) распространяются все малые возмущения, за исключением лишь возмущений энетропии и ротора скорости последние распространяются но характеристикам третьего семейства Со, совпадающим с линиями тока. Для заданного течения линии тока известны, и вопрос заключается в определении характеристик первых двух семейств. [c.611]

Как известно (гл. V), при осреднении неравномерного потока в общем случае могут быть сохранены неизменными только три его суммарные характеристики. Однако для сверхзвукового потока с постоянной но сечению температурой торможения, каким является начальный участок нерасчетной струи идеального газа при отсутствии смешения, можно найти такие средние значения параметров в поперечном сечении, при переходе к которым од-еовременно с высокой степенью точности сохраняются значения расхода, полной энергии, импульса и энтропии при неизменной площади сечения. Эти средние значения параметров газа в поперечных сечениях начального участка струи и будем вводить в уравнения неразрывности, энергии, импульсов. Совместные решения этих уравнений поэтому будут также относиться к средним значениям параметров, а определяемая отсюда площадь сечения будет равна действительной площади соответствующих сечений струи. Почти все основные свойства потока при таком одномерном рассмотрении не изменяются и оцениваются правильно. Утрачивается лишь одно существенное свойство течения, а именно равенство статического давления на границах струи и во внешней среде поэтому приходится условно полагать, что в каждом поперечном сечении потока существует некоторое по- [c.409]

На рис. 9.9 режим работы эжектора докритический. Ядросверхзвуковых скоростей в эжектирующем потоке уменьшается, на выходе из эжектора скорость дозвуковая. При незначительном увеличении давления перед соплом режим работы становится критическим, причем картина течения резко изменяется (рис. 9.12) характеристики, пересекающие поток, свидетельствуют о наличии сверхзвуковых скоростей, соответствующих 1,6. Поток смеси при этом эксперименте оставался сверхзвуковым и на выходе из камеры. [c.531]

Рассмотрим теперь некоторые результаты экспериментального исследования сверхзвуковых диффузорных решеток, рассчитанных на торможение сверхзвукового потока с дозвуковой осевой составляюш ей скорости. Остановимся на опытах с изолированным межлопаточным каналом, проведенных С. И. Гинзбургом и Л. А. Сусленни-ковым. При дозвуковой осевой составляющей скорости такая замена бесконечной решетки единичным каналом, имеющим такие же передние кромки, как и у профиля решетки, справедлива только при нулевом угле атаки и при условии, что длина 1 прямолинейного участка выпуклой поверхности такова, что характеристика, идущая из конца этого отрезка, не выходит за фронт решетки (рис. 10.62). [c.94]

Здесь hxi — расстояние вдоль оси X, на котором ударная волна или характеристика, обра-зуюш аяся при взаимодействии сверхзвуковых потоков в узле г=г достигает верхней продольной границы ячейки, А 2 — аналогичное расстояние для нижней продольной границы ячейки (рис. 14.8). [c.285]

Аналогично ведем построение остальных участков контура. За точкой Dg, лежащей на характеристике ADg, участок контура параллелен оси сопла. Контур, совпадающий с линией AgDg и построенный в виде плавной кривой, обеспечивает получение на выходе сопла параллельного сверхзвукового потока с заданным числом Мао. [c.159]

Г. Ф. Б у р а г о [6], а при исследовании обтекания профиля сверхзвуковым потоком — мето до.м, сочетающим теорию косых скачков уплотнения и течения Прандтля — Майера (для профи ля крыла в р.иде тонкой пластины и для линейных профилен), и методом характеристик (для криволинейных профилей). [c.172]

Для определения аэродинамических. характеристик р, Хв, Ст-в) тонкого крыла произвольной формы в плане с симметричным профилем, обтекаемого маловозмущенным сверхзвуковым потоком при нулевом угле атаки (су = 0), применяют метод источников. В соответствии с этим методом при исследовании обтекания крыла его поверхность заменяется системой распределенных источников. Нахождение потенциала этих источников в произвольной точке поверхности крыла позволяет рассчитать распре.щление давления, если заданы форма крыла в плане вид профиля и число Маха набегающего потока. [c.214]

Здесь также изложено определение интерференционных характеристик летательных аппаратов для случаев их веустаповившегося обтекания. Ряд вопросов и задач связан с отысканием суммарных производных устойчивости тонких комбинаций летательных аппаратов, обтекаемых дозвуковыми и сверхзвуковыми потоками. Такие комбинации можно реализовать по схемам корпус — крыло (рули) или корпус — крыло — оперение (рули) . [c.593]

Пусть равномерный поступательный сверхзвуковой поток обтекает внешним образом тупой двугранный угол (рис. 183). В этом случае вершина угла представляет собой источник слабых возмущений, а границей области возмущенного течения (точнее, следом этой границы на плоскости чертежа) является характеристика OB, составляющая угол а = ar sin-J— с направлением стенки МО. Скорость [c.309]

При обтекании остроконечного тела установивпшмся равномерным сверхзвуковым потоком в точке А (фиг. 5-12) этого тела возникает слабое возмущение, обусловленное поворотом линий тока на малый угол. Семейство волн, исходящих из точки А, имеет две общие касательные Ат и Am . Эти линии называют границами слабых или звуковых возмущений, слабыми волнами или характеристиками. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...