Тела Срывы вихрей и образование

Рис. 1.1. Иллюстрация образования числа Струхаля при изгибном плавании, когда вдоль тела рыбы с постоянной скоростью распространяется бегущая волна. Такие волны сохраняют свойства и при изменении скорости плавания причем, на длине тела рыбы укладывается все время одно и то же число волн (от 0,6 до 1,0). Скорость перемещения регулируется частотой осцилляции хвоста (частотой срыва вихрей). Диапазон скоростей и частот зависит от вида и размеров рыб (налример, для форели частоты меняются от 3 до 25 ГдУ

Отсюда ясно, что вследствие образования разрежения при обтекании тела воздухом создается разность давлений этого воздуха на поверхности тела. Так, в рассмотренном случае давление воздуха на поверхности DAB будет больше, чем на поверхности B D. Зная разность этих давлений, можно определить главный вектор— равнодействующую всех сил давления, равную по величине и обратную по направлению реакции тела на поток. При этом следует только помнить, что вследствие срыва вихрей разность давлений периодически изменяется. [c.25]

Из симметричного распределения давления по цилиндру (ибо р зависит от siп 0) следует, что результирующая сила давления потока на цилиндр равна нулю. Этот результат может быть распространен на случай произвольного тела, обтекаемого непрерывным потенциальным потоком без образования вихрей и срыва потока. Следовательно, если в равномерном установившемся потоке идеальной жидкости помещено какое-нибудь тело, и поток обтекает это тело без срыва и образования циркуляции, то результирующая сила давления потока на тело равна нулю, т. е. [c.116]

Отметим одно обстоятельство, играющее чрезвычайно важ ную роль при работе приёмника звука, который находится на движущемся в потоке теле. При обтекании тела с него периодически срываются вихри. Эти вихри не только приводят к образованию вихревого звука, но и создают акустические помехи, мешающие работе звукового приёмника. Акустические помехи особенно велики в том случае, если вихри срываются с самой поверхности мембраны приёмника тогда при срыве вихря мембрана от толчка начинает колебаться на собственной частоте. Для устранения вихревых помех приходится устанавливать звукоприёмники на хорошо обтекаемые профили с менее выраженным вихреобразованием. [c.245]

Возникновение звука в этих случаях — очень распространенное явление, с которым приходится встречаться на каждом шагу. К таким явлениям относится звучание проводов и струн при их обтекании ветром, свист при обтекании углов, свист на снастях кораблей и растяжках самолетов и т. д. Во всех этих случаях мы имеем дело с так называемым вихревым звуком, образующимся при срыве вихрей с обтекаемого тела. Образование звука происходит не потому, что данное тело (провод, растяжка, снасть и т. д.) колеблется (хотя при этом также происходит излучение звука), а вследствие того, что с него срываются вихри. Поэтому и звук, возникающий в таких случаях, называют вихревым звуком. [c.254]

Отметим одно обстоятельство, играющее чрезвычайно важную роль при работе приемника звука, который находится на движущемся в потоке теле. При обтекании тела, как мы говорили выше, с него периодически срываются вихри. Эти вихри не только приводят к образованию вихревого звука, но и создают акустические помехи, мешающие работе звукового приемника. Акустические помехи особенно велики в том случае, если вихри срываются с самой поверхности мембраны приемника тогда при срыве вихря мембрана от толчка начинает колебаться на собственной частоте. Для устранения вихревых помех приходится устанавливать звукоприемники на хорошо обтекаемые профили с менее выраженным вихреобразованием, или применять так называемую противоветровую защиту. Простейший способ такой противоветровой защиты состоит в том, что микрофон окружают шаром из марли. [c.256]

Экспериментально установлено, что в этой стадии собственная частота колебаний тела определяет срыв вихрей даже в том случае, когда изменения скорости потока приводят к сдвигу номинальной частоты Струхаля относительно собственной частоты на несколько процентов. Такое-управление явлением срыва вихрей посредством механических воздействий обычно называют захватыванием частоты образования вихрей. Наблюдения показывают, что во время захватывания амплитуда колебаний достигает значений, равных какой-то части (редко превышающей половину) размера тела поперек воздушного потока. Влияние захватывания частоты образования вихрей на развитие вихревого следа показано на рис. 6.1, из которого видно, что в зоне захватывания частота срыва вихрей есть постоянная величина и не характеризуется линейной зависимостью от скорости ветра, как это следует из соотношения (6.1) (и что в действительности имеет место вне зоны захватывания). [c.158]

Противоречащий наблюдениям результат об отсутствии воздействия потока на движущееся s нем тело объясняется тем, что благодаря силам вязкости (которые в рассматриваемых схемах течения отсутствовали) будет срыв потока с поверхности н образование за телом вихрей (рис. 16.14), а ие плавное обтекание, как это изображено на рис. 16.13. Присоединенный вихрь, определяемый постулатом Жуковского — Чаплыгина, представляет своеобразный учет вязкости при изучении движения крылового профиля в идеальной жидкости. [c.273]

Механизм вязкого отрыва отличен от механизма описанного в гл. V инерционного срыва безвихревого потока идеальной жидкости с выступающих острых кромок тела. При наличии вязкого отрыва непосредственно за ним в так называемом ближнем следе возникают сложные нестационарные попятные движения с замкнутыми линиями тока. Эти похожие на вихри образования периодически отрываются от тела (вспомнить описанный в 77 процесс автоколебаний цилиндра в потоке), уносятся потоком, разрушаются и создают в дальнем следе за телом хаотическое турбулентное движение (см. 99). [c.447]

Для плохообтекаемых тел и сопряжений с острыми кромками при определенных режимах обтекания происходит срыв потока и образование вихрей, обусловливающие аэро- и гидроуп-рутую неустойчивость. Такие явления динамической неустойчивости, как флаттер, резонансное возбуждение колебаний при периодическом срыве вихрей, галопирование, наблюдаются для определенных диапазонов чисел Рейнольдса К =Чи/ / и Струхаля 8Ь=со//С7, ще I - характерный размер тела V - кинематическая вязкость ш - частота колебаний. Многие процессы, обусловливающие процесс обтекания, являются родственными и поэтому. строго не разграничены. [c.521]

Благодаря влиянию вихрей скорость частиц в этой зоне будет больше, чем при безотрывном обтекании, а давление меньше (рис. 1.11.3). Поэтому появляется дополнительное сопротивление от перераспределения давления, называемое сопротивлением подсасывания (или вихревым сопротивлением). Увеличение сопротивления можно объяснить тем, что на образование вихрей и отрыв потока затрачивается дополнительная часть кинетической энегии потока, обтекающего тело. Такой вид отрыва на несущей поверхности (крыло, оперение), нежелательный с аэродинамической точки зрения, обычно называют срывом потока. [c.99]

Наконец, укажем егце на следуюгцее важное расхождение между действительным обтеканием и теоретическим, полученным исходя из гипотезы идеальности жидкости и потенциальности потока. Если бы мы теоретически рассчитали суммарное давление, оказываемое потоком на поверхность обтекаемого тела, то получили бы величину, равную нулю (пародокс Эйлера), тогда как в действительности это давление имеет всегда вполне определенное, отличное от нуля значение. Такое обрагцение в нуль равнодействуюгцей сил давления, действуюгцих на обтекаемое жидкостью тело, тесно связано с неучетом образования вихрей и срыва струй. [c.116]

Схема струйного обтекания, рассмотренная выше, во многих случаях является приближенной моделью истинной картины течения. Как показывает опыт, поток, срывающийся с тела, не образует за ним сплошной струи, а ввиду неустойчивости последней свертывается в вихри. При этом отрыв потока и образование вихрей пост периодический характер — вихри срываются поперемен- [c.196]

При помощи теории пограничного слоя можно также объяснить явление срыва потока с поверхности тела и образование вихрей Кармана. В идеальной жидкости протекающие над и под телом потоки сиова соединяются позади тела, образуя и а его поверхности критическую точку 5 (фиг. 65). От Л до 5 скорость жидкости уменьшается, а давление возрастает частицы жидкости, двигаясь вдоль поверхности против возрастающего давления, теряют свою кинетическую энергию. Если в пограничном слое, примыкающем к поверхности, действуют также силы вязкости, то частицы жидкости быстрее теряют свою энергию и. Не дойдя до точки 5, придут в состояние покоя появляется обратный поток от 5 к Л, как показано иа фиг. 66. То же явление будет и на нижней поверхности тела. Таким образом появляются две поверхности [c.86]

Как мы видели, лри сходе с задней кромки профиля образуется вихревой след, насыщенный вихрями, зарождающимися в пограничном слое. Структура вихревого следа меняется с удалением от профиля. Вихри, зарождающиеся в погранично м слое, развиваются при срыве с профиля и затем на значительном расстоянии за телом затухают в результате взаимодействия с внешним потоком. При этом энергия вихрей преобразуется в тегую. Образование вихрей приводит к снижению давлеиия в области задней кромки и за Профилем в следе. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...