Сила сопротивления при непрерывном обтекании тел

Этот вывод противоречит данным опытов, в которых всегда наблюдается сила сопротивления, поэтому он носит название парадокса Даламбера. Парадокс Даламбера получается как следствие сформулированных выше допущений о том, что жидкость идеальна, что обтекание непрерывно и поток в бесконечности впереди тела поступательный с постоянной скоростью, а сзади тела получается выравнивание давлений (отсутствуют полости, тянущиеся назад за обтекаемыми телами в бесконечность, например такие, как на рис. 40). [c.73]

Несмотря на то, что вывод об отсутствии сопротивления для тел, движущихся в жидкости с постоянной скоростью, на первый взгляд резко расходится с опытом, можно усмотреть его соответствие опыту, если обратить внимание на то что для данной скорости набегающего потока и фиксированного объема тела в опытах можно добиваться путем придания телу обтекаемой формы (рис. 41) очень значительного снижения силы сопротивления. Обтекаемость внешней формы тела необходима для обеспечения непрерывности обтекающего потока, для обеспечения отсутствия срывов линий тока с поверхности тела, аналогичных срывам, наблюдающимся при обтекании, представленном на рис. 40. За счет обтекаемости формы тела можно снижать сопротивление тела в сотни раз по сравнению с сопротивлением такого плохо обтекаемого тела, как шар. Однако полного исчезновения сопротивления для тел, [c.73]

Проведем дальнейший анализ в предельных случаях идеальных и обратимых процессов для вычисления идеальных к.п.д. В частности, как было показано выше, в идеальных условиях при обратимом установившемся непрерывном обтекании газом любых тел конечных размеров в случае отсутствия подвода энергии к газу извне тяга и сопротивление равны нулю (парадокс Даламбера). Поэтому при наличии энергетического взаимодействия под тягой в идеальных условиях в рассматриваемом случае необходимо понимать величину общей силы воздействия потока газа на внешние и внутренние поверхности всех элементов летательного аппарата. [c.132]

Как уже было указано в конце предыдущего параграфа, нестационарное движение, возникающее при срыве метастабильного ламинарного течения, является уже сразу вполне турбулентным. В этом смысле характер возникновения турбулентности в трубе существенным образом отличается от возникновения турбулентности в результате абсолютной неустойчивости стационарного обтекания конечных тел. В последнем случае возникновение нестационарного движения при прохождении через Rup происходит, повидимому, непрерывным обрат зом, без скачков, с постепенным увеличением числа степеней свободы (как это было объяснено в 26, 27). При течении же жидкости по трубе возникновение турбулентности происходит скачком. С этим различием связано, в частности, различие между зависимостью сопротивления от числа Рейнольдса в обоих случаях. Если, например, речь идёт о движении какого-нибудь тела в жидкости, то испытываемая им сила сопротивления F не претерпевает скачка при R = Rk,, (когда стационарное обтекание делается абсолютно неустойчивым). В этой точке кривая F(R) должна иметь только излом — соответственно изменению характера движения. При течении же в трубе при R Rgp имеется по существу два различных закона сопротивления один для стационарного, а другой — для турбулентного течений. При каком бы значении R ни произошёл переход одного в другое, сила сопротивления испытывает скачок. [c.142]

Решение краевой задачи. Введем произвольную характеристику первого семейства д1. В силу того, что при сверхзвуковых скоростях уравнения (1.6)-(1.9) имеют гиперболический тип, форма отрезка дЬ не влияет на обтекание отрезка ад. Поэтому, если контур аЬ обладает минимальным сопротивлением при заданной характеристике ае и определенных величинах Ф, Г, то и отрезок дЬ должен иметь минимальное сопротивление при фиксированной характеристике д1 и своих фиксированных величинах Ф, X. В противном случае уменьщение сопротивления отрезка дЬ привело бы к уменьщению сопротивления всего контура аЬ. На участке 1Ь выполняются уравнения (2.15), (2.28)-(2.30), а в точке Ь — граничное условие (2.24). Условия непрерывности функций а, 1 , в точке I и первое условие из (2.12) также удовлетворяются. Но если участок дЬ контура обладает минимальным сопротивлением, то в точке I должно выполняться и условие трансверсальности (2.34), записанное для 4/ Это условие в силу произвольности выбранной характеристики д1 должно выполняться на всей характеристике ЬН. Поэтому оно должно являться интегралом системы уравнений (2.11), (2.15), (2.28)-(2.30). [c.78]

Если бы было возможно потенциальное обтекание равномерно движущегося в идеальной жидкости тела, то было бы Р = onst (так как и = onst) и F = 0. Другими словами, отсутствовала бы как сила сопротивления, так и подъемная сила, т. е. действующие на поверхность тела со стороны жидкости силы давления взаимно компенсируются (так называемый парадокс Даламбера). Происхождение этого парадокса в особенности очевидно для силы сопротивления. Действительно, наличие этой силы при равномерном движении тела означало бы, что для поддержания движения какой-либо внешний источник должен непрерывно производить работу, которая либо диссипи-руется в жидкости, либо преобразуется в ее кинетическую энергию, приводя к постоянно уходящему на бесконечность потоку энергии в движущейся жидкости. Но никакой диссипации энергии в идеальной жидкости, по определению, нет, а скорость приводимой телом в движение жидкости настолько быстро убывает с увеличением расстояния от тела, что никакого потока энергии на бесконечности тоже нет. [c.52]

При обтекании круглого цилиндра потенциальным потоком благодаря симметричному распределению давлений по поверхности цилиндра результирующая этих сил равна нулю (парадокс Даламбера). Следовательно, для этого случая = 0. Можно доказать, что во всех случаях безотрывного обтекания цилиндрических тел потенциальным потоком сопротивление давления равно нулю. Однако при отрывном обтекании, когда за телом образуется мертвая зона или суперкавитационная каверна (см. п. 10.2), теория потенциальных течений дает не равное нулю значение силы сопротивления давления. Так, в п. 7.12 было доказано, что при струйном обтекании пластины, поставленной нормально к потоку (см. рис. 7.30), коэффициент лобового сопротивления, являющегося в данном случае сопротивлением давления, равен 0,88. Это подтверждается опытом только в тех случаях, когда за обтекаемым телом действительнсГобразуется зона, заполненная парами или газом, в которой давление приблизительно постоянно, как это предусмотрено теорией. Но в большинстве случаев за обтекаемым телом образуется так называемый гидродинамический след, представляющий собой область, заполненную крупными вихрями, которые, взаимодействуя и диффундируя, постепенно сливаются и теряют индивидуальность. На достаточном расстоянии от тела (дальний след) образуется непрерывное распределение дефекта скоростей в потоке, близкое к распределению скоростей в струнном пограничном слое. Наличие вихрей в гидродинамическом следе приводит к понижению давления на тыльной части поверхности тела и соответствующему увеличению сопротивления давления, которое часто называют также вихревым сопротивлением. [c.391]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...