Лг-волна в газовой динамике

Подбор материала в книге иллюстрирует, как на основе современной механики сплошной среды происходит интеграция различных разделов механики и физики (акустики, физики ударных волн, газовой динамики, физики взрыва и высокоскоростного удара, гидравлики, теплофизики, теории фильтрации), которыми занимаются исследователи, часто по традиции, нежели по существу, относящие себя к разным разделам науки. [c.5]

А.Ф. Сидоровым получены существенно новые результаты при изучении двойных и тройных волн газовой динамики. Наиболее завершенные результаты относятся к описанию потенциальных двойных волн и двойных волн, имеющих прямолинейные (в пространстве независимых переменных) линии уровня основных величин. В качестве яркого примера можно привести полное описание не стационарных плоскопараллельных течений политропного газа, имеющих двухпараметрическое семейство прямолинейных образующих. Доказано, что этот класс решений состоит из простых волн, конических течений, потенциальных двойных волн, к которым при 7 = 2 добавляется специальный класс вихревых течений. [c.8]

Исследуется структура решений уравнений нестационарных двойных волн газовой динамики в окрестности области покоя. Получены общие представления двойных волн в виде специальных рядов с логарифмическими членами. Приводятся результаты численного эксперимента. [c.338]

При изучении ударных волн приходится учитывать происходящие изменения состояния среды. Поэтому теория ударных волн выходит за рамки механики и изучается в газовой динамике. [c.241]

Распространение пламени в горючей газовой смеси вне зависимости от механизма воспламенения (теплопроводностью при медленном горении или ударной волной при детонации) подчиняется основным законам газовой динамики и, следовательно, может быть описано уравнениями сохранения массы, количества движения и энергии. [c.218]

В отличие от слабых (акустических) волн обычной газовой динамики, которые изотропны (распространяются во всех направлениях с одной скоростью), магнитогазодинамические слабые волны анизотропны и, кроме того, подразделяются на быстрые и медленные. [c.234]

При решении задач газовой динамики возможны разрывы решения — ударные волны и тангенциальные разрывы. Наличие таких особенностей заставляет видоизменять алгоритм решения вблизи них, что значительно усложняет логическую структуру [c.272]

В данном учебном пособии излагаются основы численных методов, применяемых при решении задач газовой динамики. В отличие от имеющихся пособий по вычислительной газовой динамике в книге рассмотрены численные методы решения плоских и осесимметричных задач газовой динамики, таких, как обтекание тел при больших скоростях движения газа, движение газа в каналах, струйные течения, задачи о распространении взрывных волн и др. [c.3]

В газовой динамике различают три типа задач внешние, внутренние и струйные. К внешним задачам газовой динамики относят задачи исследования обтекания тел потоком газа. Внутренние задачи связаны с изучением движения газа в каналах и соплах. К струйным относят задачи, в которых изучают движение газа в струях, вытекающих из сопл, или в следах за телом. Важными задачами газовой динамики являются задачи о взрыве, связанные с движением детонационных или ударных волн в различных средах. [c.32]

Простая волна. Волна Римана. Течение Прандтля — Майера. В газовой динамике существует важный класс течений, называемых простой волной. Общее свойство этих течений состоит в том, что они являются безвихревыми изоэнтропическими [c.56]

Возникает область вакуума P = R = 0. Таким образом, уравнение (2.90) имеет единственный корень, если выполнено условие и,—И2 /вак=—2 ui + a2) ( —1). Задача о распаде произвольного разрыва послужила основой для создания оригинального численного метода решения нестационарных задач газовой динамики. Аналогичная задача о взаимодействии двух стационарных сверхзвуковых потоков послужила основой для создания численного метода расчета стационарных плоских осесимметричных и пространственных сверхзвуковых течений. Конфигурации, возникающие при взаимодействии сверхзвуковых потоков, аналогичны соответствующим конфигурациям в нестационарном течении и изображены на рис. 2.11, а—5. Отличие состоит в том, что при расчете задачи о взаимодействии двух сверхзвуковых потоков параметры в волне разрежения связаны соотношениями Прандтля — Майера (2.74), а не инвариантами Римана. Ограничимся этими краткими замечаниями. В дальнейшем при изложении методов сквозного счета будут приведены расчетные формулы. [c.66]

Уравнения головной ударной волны и контура тела для нестационарных уравнений газовой динамики, используемых при реализации метода установления, представим в виде [c.143]

Раздел, посвященный ударным волнам, входит в лекционные курсы по механике сплошных сред и по газовой динамике, читаемые в университетах и в ряде технических вузов. Физические-явления, сопровождающие распространение ударных волн, в различных средах, интенсивно исследуются во многих научных коллективах. Возросший интерес к исследованию ударных волн в газах после второй мировой войны был обусловлен запросами ракетной и космической техники. В настоящее время развиваются исследования ударных волн в конденсированных средах, а.-также работы по ударным волнам применительно к задачам астрофизики. [c.4]

Определение волны. Волной в сплошной среде называют возмущение, распространяющееся относительно этой среды. В газовой динамике обычно рассматривают волны, обладающие резким передним фронтом. Эта характеристика волны не является всеобщей [35]. Тем не менее мы будем считать, что распространение волны связано с движением поверхности разрыва — фронта волны, который разделяет возмущенную и невозмущенную область среды. Если поверхность разрыва покоится относительно среды, она носит название контактной поверхности, или тангенциального разрыва. [c.6]

Уравнение (9-42) играет фундаментальную роль в газодинамике, так как допускает аналитические решения, позво-ляющие установить основные закономерности эволюции возмущения конечной амплитуды до образования скачков уплотнения или ударных волн. Анализ эволюции на основе уравнения (9-42) является широко известным и содержится в любом учебнике по газовой динамике. [c.254]

Впервые вопрос о бесконечно малых центробежных волнах на свободной поверхности цилиндрического вращающегося потока был рассмотрен в [38], где показана глубокая аналогия теории вращающихся потоков с теорией мелкой воды и газовой динамикой. [c.67]

УПЛОТНЕНИЯ СКАЧОК—характерная для сверхзвукового течения область, в к-рой происходит резкое увеличение давления, плотности, темп-ры и уменьшение скорости течения газа, У. с. в нек-рых случаях тождествен ударной волне, а в др. случаях составляет часть её структуры (подробнее см. Ударная волна). Толщина У. с, обычно имеет порядок ср, длины пробега молекул, поэтому в большинстве задач газовой динамики, когда газ можно считать сплошной средой, толщиной У. с, пренебрегают. [c.228]

Отличительными особенностями газовой динамики от других разделов механики сплошной среды является то, что при движении газа по трубопроводам вследствие гидравлического сопротивления трубопровода давление по длине трубы падает, следовательно, плотность газа уменьшается, а скорость возрастает, что в свою очередь вызывает увеличение гидравлических потерь. Кроме того, при скоростях выше скорости звука в газе могут образовываться и распространяться поверхности разрыва плотности, давления и скорости, т.е. скачки уплотнения и ударные волны. [c.4]

Уравнения газовой динамики допускают разрывные решения первого рода, когда газодинамические параметры при переходе через искомое сечение меняются скачком. Поверхность, при прохождении через которую параметры газа испытывают скачок, называются поверхностями разрыва. В газовой динамике обычно подвижную поверхность разрыва называют ударной волной, а неподвижную - скачком уплотнения. [c.86]

Уравнения газовой динамики необходимо дополнить условием неубывания энтропии в частице, выражающим второе начало термодинамики. Это условие приводит к тому, что в потоке газа могут существовать ударные волны т.е. такие линии разрыва функций w, i , р, р, которые приводят к увеличению энтропии и плотности газа, но не существуют линии разрыва, за которыми энтропия и плотность потока уменьщаются. [c.51]

Первоначальная цель опытов Вавилова и Черенкова сводилась к изучению люминесценции растворов различных веществ под действием у-излучения. Было замечено, что в этих условиях опыта сами растворители (вода, бензол и др.) испускают слабое свечение, характеризующееся особыми свойствами (направленность и поляризация излучения, сконцентрированного в некоем конусе), отличающими ого от обычной люминесценции. Было выяснено, что фактически свечение вызывается не у-излучением, а сопутствующими ему быстрыми р-электронами. При истолковании эффекта удалось установить, что он имеет м сто лишь в том случае, когда и — скорость электронов (в более поздних опытах использовались протоны, ускоренные в синхро4)азотроне рис. 4.23) больше фазовой скорости электромагнитной волны в исследуемом веществе. Таким образом наблюдалась аналогия явления из газовой динамики — снаряд обгоняет созданную им волну давления. [c.172]

Особенность метода характеристик состоит в том, что его реализация связана с широким и непосредственным использованием многих важных понятий и определений газовой динамики, таких, как скачки уплотнения, линии возмущения (волны Маха), одномерные или конические течения, изэнтропические (безвихревые) или неизэнтропические (вихревые) потоки газа. [c.138]

Построение аналитических и даже числовых решений полной системы уравнений газовой динамики связано со значительными трудностями не только из-за сложности физико-химических процессов, но и потому, что в общем случае течение содержит дозвуковые, трансзвуковые и сверхзвуковые области, для описания которых требуется различный математический аппарат. При этом приходится иметь дело сразу с эллиптическими, параболическими и гиперболическими уравнениями в частных производных. В то же время построение некоторых аналитических решений, основанных на приближенных предпосылках, позволяет, значительно упростив методы решения, установить многие качественные закономерности. В настоящем параграфе будут рассмотрены некоторые аналитические решения, позволяющие выявить ряд важных закономерностей движения газа и являющиеся необходимыми тестовыми примерами при численных расчетах. К числу таких решений относятся одномерная теория сопла, теория простой волны (течение Прандт-ля — Майера, волна Римана), обтекание клина, распад произвольного разрыва, точечный взрыв, решение методом источников и стоков, решение уравнения для потенциала. [c.54]

В случае когда возмущение параметров, определяющих процесс течения, невелики и длительность возмущений значительно превосходит время распространения звуковой волны по длине пучка, уравнения газовой динамики (1.38), (1.39) можно записать в квазистационарном приближении, используя вместо уравнения неразрьшности (1.39) соотношение для расхода теплоносителя вида [8, 28] [c.134]

ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ в газовой динамике — о,чно из слагаемых аэродинамического сопротивления, возникающее в случае, когда скорость газа относительно тела превышает скорость распространения в газе слабых (звуковых) возмущении. В. с. является результатом затрат энергии на образование ударных волн. Диссипация энергии в дарной волне происходит вследствие проявления свойств вязкости и теплопроводности в тонком слое ударной волны, где имеются большие градиенты скорости и темп-ры. [c.310]

Г. у. применяется при расчётах ударных еолн в газовой динамике, а также в теории детонации. ГЮЙГЕНСА — ФРЕНЁЛЯ ПРИНЦИП — осн. постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распростраиения волн, в частности световых. [c.547]

И. в. 110 характеру физ. явлений в переходной области и иехаиизму перемещения во ми. случаях бли ки к волнам горения и детонации в газовой динамике и отличаются от них механизмом подвода необходимой для ионизации энергии. В волнах горения и детонации источником энергии является энергия хим. реакции, идущая в основном на нагрев и разгон (в волне детонации) газа. В И. в. энергия подводится извне и затем тратится на нагрев и ионизацию газа, а разгона среды обычно по происходит. [c.188]

В гидро- и аэромеханике больше всего усилий потребовала теория крыла и винта самолета в связи с переходом к исследованию неустановившихся движений и к учету сжимаемости. Приближение скоростей в авиации к звуковым, а также задачи баллистики выдвинули столько новых вопросов, что в особую дисциплину выделилась газовая динамика. Многочисленные работы были посвящены теории пограничного слоя. Широко разрабатывалась теория волн (ранее представленная только работами Остроградского и Жуковского), включая теорию волпомо-го сопротивления. Были новыми и имели фундаментальное значение исследования по теории турбулентности с применением вероятностных методов. Теория фильтрации именно в трудах советских механиков этого периода из инженерной дисциплины, составлявшей одну из глав гидравлики, превратилась в отдел гидродинамики. Также новаторскими были исследования но динамике смесей жидкостей и газов — здесь мы переходим в область неньютоновых жидкостей. [c.292]

Акустическая модель сжимаемого газа позволяет описать распространение волн лищь сравнительно слабой интенсивности. Д.тш описания более интенсивных волн следует привлекать нелинейные уравнения газовой динамики. В этом случае при решении задач о поведении и динамической устойчивости тонкостенных конструкций, взаимодействующих с ударньпии волнами в воздухе, можно пренебречь влиянием деформации констручсциИ на величину давления на ее поверхности. Это предположение позволяет разделить задачу взаимодействия среды и конструкции на два этапа. [c.515]

В середине 1950-х гг. Г. Г. Черный создал асимптотический метод интегрирования уравнений газовой динамики применительно к гиперзвуковым течениям с сильными ударными волнами. И тогда, и много позже, пока компьютеры и численные методы не достигли должного совершенства, этот метод оказался широко востребован. Во всем мире он вызвал появление обширной литературы, насчитыва-югцей сотни работ. Все основные качественные результаты теории гиперзвукового обтекания тел, подтвержденные затем результатами вычислительной газовой динамики, первоначально были получены методом Г. Г. Черного. Этим методом, с привлечением нестационарной аналогии, Г. Г. Черный исследовал особенности гиперзвукового обтекания тел с малым затуплением. Найденные им параметры подобия в настоягцее время считаются универсальными. Выполненное Г. Г. Черным исследование пространственного обтекания крыльев позволило ему дать полную классификацию возможных режимов гиперзвукового обтекания треугольных крыльев на больших углах атаки. [c.10]

Велик вклад Г. Г. Черного в становление газовой динамики течений с детонационными волнами. Им рассмотрен широкий круг автомодельных задач, начиная с задачи обтекания конуса сверхзвуковым потоком детонируюгцего газа, установлены асимптотические законы поведения детонационных волн. Под его руководством и при активном участии, в рамках простейшей модели задержки воспламенения. [c.10]

В самом начале своей научной деятельности (в 1950 г.) Г. Г. Черный решил задачу об обтекании тел, близких к клину, слабо воз-мугценным сверхзвуковым потоком. Построенное решение оказалось востребованным в многочисленных приложениях, связанных с расчетом элементов сверхзвуковых воздушно-реактивных двигателей, с анализом генерации шума при прохождении неоднородностей потока через ударные волны и с другими проблемами. На его же основе Г. Г. Черный нашел первое точное решение вариационной задачи газовой динамики о построении головной части тела минимального сопротивления. В случаях, когда коэффициент отражения возмугцений давления от головной ударной волны равен нулю, оптимальной голов- [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...