Пограничные слои в задачах о распространении волн

Для изучения распространения ударной волны и получения некоторых ее характеристик представляет интерес исследование развития пограничного слоя при внезапном возникновении движения. С этой целью в качестве экспериментальной установки была применена так называемая ударная аэродинамическая труба. В настоящей статье описаны экспериментальные исследования некоторых неустановившихся кратковременных процессов в пограничном слое. Одним из таких процессов является развитие пограничного слоя на стенках ударной трубы. Этот процесс представляет интерес, поскольку в нем выявляется причина отклонения потока от идеального, который согласно теории невязкого потока описывается разрывной (ступенчатой) функцией. Другая задача связана с рассмотрением процесса развития пограничного слоя до достижения им установившегося состояния на моделях, укрепленных внутри ударной трубы. Это явление представляет особый интерес для изучения кратковременных неустановившихся и установившихся потоков, обтекающих модели, поскольку распределение давления на моделях зависит от состояния пограничного слоя. [c.229]

В лаборатории турбомашин МЭИ введены в эксплуатацию различные стенды влажного пара, ориентированные на экспериментальное изучение следующих основных задач I) механизма конденсации в равновесных и неравновесных течениях влажного пара при больших скоростях и, в частности, скачковой конденсации 2) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде и условий перехода через скорость звука 3) основных свойств дозвуковых и сверхзвуковых течений в каналах различной формы с подробным изучением волн разрежения и скачков уплотнения в эту группу включаются исследования основных энергетических и расходных характеристик сопл, диффузоров и других каналов 4) двухфазного пограничного слоя и пленок, образующихся на поверхностях различных форм 5) течений влажного пара в решетках турбин (плоских, прямых и кольцевых) с подробным изучением структуры потока, углов выхода, коэффициентов расхода и потерь энергии 6) структуры потока и потерь энергии в турбинных ступенях, работающих на влажном паре, с подробным изучением оптимальных условий сепарации влаги из проточной части и явлений эрозии. [c.388]

Прямая труба постоянного поперечного сечения является составной частью всех звукопроводов, применяемых на практике, и потому рассмотрение законов распространения звука в такой системе очень важно для решения всех вопросов акустики, связанных с экспериментом. Будем предполагать, что боковые стенки трубы абсолютно твердые и совершенно не проводят тепла. Допущение наличия упругости и теплопроводности стенки приводит к значительному усложнению решения задачи. Эти факторы дают добавочное затухание звука вследствие отдачи энергии колебаний стенке и приводят к искажению плоского фронта волны. Внутреннее трение в газе (или жидкости), заполняющем трубу, будем учитывать в упрощен-. ной трактовке, считая, что скорость движения частиц одинакова по всему сечению (т. е. считая волну плоской), и принимая силу трения пропорциональной этой скорости. Фактически при малой вязкости скорость почти постоянна по всему сечению и быстро падает лишь в узком пограничном слое у стенки. Кроме того, будем считать, что диаметр трубы значительно меньше длины волны. При этом условии неоднородность скорости по сечению трубы, даже если она возникла, быстро выравнивается и волна становится плоской (см. гл. 6). [c.77]

Современная вычислительная гидродинамика занимается разработкой таких актуальных направлений, как расчет движений вязкой жидкости, численное исследование течений газа с физикохимическими превращениями, изучение распространения ударных волн в различных средах, решение газодинамических задач при наличии излучения и т. д. Данная книга ограничена обсуждением лишь одной из этих проблем — численным расчетом течений вязкой жидкости, описываемых уравнениями Павье—Стокса. Эти уравнения необходимо рассматривать в целом ряде практически интересных случаев (отрыв потока, кормовой след, взаимодействие вязкого газа с ударной волной), которые не охватываются концепцией пограничного слоя. [c.8]

Поверхностное натяжение 388, 429 Пограничные слои в задачах о распространении волн 329—330, 336, 338 [c.610]

Трудности решения этой системы уравнений связаны с тем, что при маршевом методе расчета возможно распространение возмущений вверх по потоку через дозвуковую область. Если ударный слой тонкий, то эллиптичность исходной задачи проявляется слабо. Основное отличие системы уравнений (2.107) от уравнений пограничного слоя заключается в том, что появляется дополнительное уравнение для нормальной составляющей количества движения и граничные условия ставятся не на внешней границе пограничного слоя, а на ударной волне, если она выделяется явно. [c.120]

Расчетный анализ резонансных явлений в проточных частях основывался на одномерной модели. В такой постановке решение задачи о распространении волн, вызванных взаимодействием решеток и другими причинами, дает лишь первое приближение, так как поля скоростей и углов потока за сопловой и рабочей решетками являются существенно неравномерными (см. гл. 3). Использование двухмерной модели без учета пограничного слоя позволяет ввести некоторые уточнения, однако не решает задачи о нестацио-нарности третьего типа, вызываемой процессами в пограничных слоях (прямым и обратным переходами). [c.194]

В режиме со скольжением условия течения и механизм взаимодействия газа с поверхностью существсцко отличается от условий сплошной среды. Утолщение ударной волны и пограничного слоя оказывают влияние на аэродинамику и теплообмен. Однако применение Уравнений Навье—Стокса в целом ряде газодинамических задач, относящихся к разреженному газу, дает результаты, достаточно хорошо совпадающие с экспериментальными данными. Поэтому практический интерес приобретает анализ возможностей распространения уравнений пограничного слоя с граничными условиями, учитывающими новый характер взаимодействия, на область течений со скольжением. [c.159]

Имеется возможность, однако, рассмотреть на основе уравнения (10.81) задачу, когда можно разделить и рассматривать отдельно пронессы генерации шума (волн давления) и процессы, связанные с ролью диссипативных членов в уравнении (10.81). Это можно сделать, например, для турбулентного слоя с поперечным сдвигом, примером чего может быть плоская турбулентная струя или турбулентный пограничный слой (см. гл. И). Волны давления возникают внутри этого слоя и далее но мере распространения от места возникновения в этом слое переходят в слабые [c.408]

Так как k = io/Сл, то это выражение и определяет скорость волн Лява как функцию толщины слоя и соотношения между плотностями и скоростями распространения обычных сдвиговых волн в материале слоя и подложки . Поскольку энергия волн Лява концентрируется вблизи поверхности подложки , то эти волны, как и волны Рэлея, являются слабозатухающими и люгут распространяться на большие расстояния. Однако скорость их распространения согласно соотношению (Х.72) зависит от частоты, т. е. волны Лява в отличие от волн Рэлея являются дисперсионными. Другое отличие состоит в том, что волны Лява — чисто поперечные, в них отсутствуют продольные смещения. Поэтому при наличии жидкости иа свободной границе слоя она (в отличие от рэлеев-ских волн) не должна влиять на распространение воли Лява (еслк эту жидкость считать идеальной). Однако в реальной жидкости, как мы знаем, при сдвиговых смещениях возникают вязкие напряжения в пограничном слое, что должно привести к изменению граничных условий на свободной границе. Поскольку же волпы Лява весьма чувствительны к условиям на границах, то наличие контакта с жидкостью должно привести к изменению скорости их распространения. Поэтому волны Лява могут быть использованы для исследования сдвиговых характеристик жидкостей, что является важной задачей молекулярной акустики. [c.233]

В заключение надо отметить, что из всех описанных полуэмпи-рических теорий турбулентности невозможно получить представление о взаимосвязи осредненных и пульсационных характеристик переноса. Между тем эти вопросы имеют глубокое принципиальное значение, определяемое необходимостью углубления современных представлений о механизме турбулентного переноса, и представляют чисто прикладной интерес. Действительно, мы зачастую сталкиваемся с такими задачами турбулентного переноса, в которых определение компонент тензора рейнольдсовых напряжений и пульсационных потоков скалярной субстанции не только вызывается необходимостью замыкания осредненных уравнений переноса, но и является самоцелью исследования. К таким задачам можно отнести, в частности, задачи, связанные с проблемами переноса тепла и массы внутрь пограничного слоя из внешнего турбулентного потока, распространения электромагнитных волн в средах с систематическими и случайными неоднородностями диэлектрической проницаемости и т. п. При этом полуэмпирические соотношения (1-13-33) для касательных турбулентных напряжений и поперечных турбулентных потоков скалярной субстанции, полученные на основе феноменологической теории пути смешения , оказываются недостаточными. [c.74]

Обобщение трехпалубной теории свободного взаимодействия пограничного слоя [3, 4, 6] на случай трансзвуковых скоростей может приводить к различным оценкам масштабов возмущений в зависимости от роли нестационарных эффектов. Задача со взаимодействием для трансзвукового диапазона, впервые рассмотренная в [271], допускает введение времени во внешней потенциальной области потока [39] без изменения соответствующих стационарному режиму оценок. Последние, как показано в [79], устанавливаются, например, из законов подобия, имеющих место в теории [3, 4, 6]. Иной механизм распространения волн предложен в [272], где введенные масштабы переменных требуют сохранения нестационарных членов как во внешней, так и в пристеночной областях. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...