Обтекание со звуковой скоростью

Обтекание со звуковой скоростью [c.624]

ОБТЕКАНИЕ СО ЗВУКОВОЙ СКОРОСТЬЮ 545 [c.545]

ОБТЕКАНИЕ со ЗВУКОВОЙ СКОРОСТЬЮ [c.547]

Области влияния, ограниченные волновыми характеристиками, принципиально отличают свойства уравнений гиперболического типа от эллиптических, или сверхзвуковых течений от дозвуковых. Так, для последних область влияния любых граничных условий распространяется во все стороны до бесконечности. Например, при дозвуковом обтекании тела вариация формы участка поверхности аЬ (рис. 3.2) повлияет в принципе на всю область течения, так как возмущения, распространяясь во все стороны со звуковой скоростью, не могут быть полностью снесены потоком. При сверхзвуковом течении эти изменения произойдут лишь правее характеристики ас и вверх по течению распространяться не могут. [c.83]

ОКОЛОЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ — течение газа в области, в к-рой скорость потока и мало отличается от местной скорости распространения звука а(и яц а). О. т. может быть дозвуковым (к < а), сверхзвуковым (у > а) и смешанным (или трансзвуковым), когда внутри рассматриваемой области совершается переход от дозвукового к сверхзвуковому течению. Характерными случаями О. т. являются течение в области критического (наиб, узкого) сечения сопел ракетных двигателей и аэродинамич. труб, течение вблизи горловины сверхзвуковых воздухозаборников реактивных двигателей, в межлопаточных каналах нек-рых турбомашин, обтекание тел (самолётов, снарядов, ракет), летящих со скоростью, близкой к скорости звука или преодолевающих звуковой барьер , когда на обтекаемом теле возникают местные сверхзвуковые зоны, замыкающиеся ударными волнами. [c.402]

Так как в рассматриваемом случае речь идет о слабом возмущении, то эту линию называют границей слабых, или звуковых, возмущений, слабой волной, характеристикой или линией Маха. При этом имеется в виду, что слабые возмущения распространяются со скоростью звука (гл. 1). На рис. 5.1 представлены две схемы сверхзвукового течения. Обтекание выпуклого угла (рис. 5.1,а) сопровождается расширением потока, умень шением давления на величину dp и возрастанием скорости на d . При обтекании вогнутого угла давление растет, а скорость падает. Следовательно, в первом случае характеристика является слабой волной разрежения, а во втором — слабой волной сжатия. [c.109]

Моо > Мо(/с). При плоском несимметричном обтекании < Мо к) может иметь место, наряду с первым типом, четвертый тип, а при Моо > Мо(А ) — наряду со вторым типом — третий тип М-области. Действительно, если линия максимума энтропии не совпадает с критической линией тока, то на одной из сторон профиля (каждой стороне соответствует один из двух лучей критической линии тока) будет фо /( 2 < О (если головная ударная волна выпуклая). При этом вполне может быть, что кривизна тела в звуковой точке не превосходит по модулю величины (1/А )(фо/б 2), тогда, в соответствии с 2, угол 7 на теле будет тупой и в зависимости от скорости набегающего потока может реализоваться третий или четвертый тип М-области. [c.234]

Используемые в акустике представления о границах областей также представляют собой существенную идеализацию. Говоря о границе, по сути, отвлекаемся от каких-либо ее физических свойств и воспринимаем ее в рамках эвклидовой геометрии. Как следствие этого в задачах излучения и рассеяния звука часто граничные условия формулируются на поверхностях, включающих в себя угловые точки или линии. Обтекание таких участков границы идеальной жидкостью характеризуется наличием в поле скоростей локальных особенностей, т. е. при приближении по жидкости к такой угловой точке скорость частиц жидкости стремится к бесконечности Учет этого очень важен для правильной постановки граничных задач акустики 1.), 125, 171], Существо вопроса, связанного с формулировкой условий на ребре, легко понять из следующих рассуждений. Рассмотрим в укрупненном изображении окрестность вершины клина (рис. 1), имеющего бесконечную протяженность в направлении, перпендикулярном к плоскости рисунка. Положение произвольной точки в окрестности клина определим координатами р и 0 Стороны клина 0 = О и 0 = 0 будем предполагать идеальными — акустически мягкими или жесткими. В области вне клина существует звуковое поле с частотой со. Необходимо определить структуру звукового поля в окрестности вершины. [c.10]

Измерялась толщина акустического пограничного слоя вблизи плоской пластинки в воздухе [36]. Пластинка размером 1 X 4 устанавливалась вдоль направления колебаний в стоячей волне, создаваемой мощной сиреной. Распределение скорости постоянного потока вблизи поверхности пластины определялось термоанемометром. Толщина акустического пограничного слоя не зависела от амплитуды звукового давления (от 7,6 до 24-10 бар) и вполне удовлетворительно совпадала с теоретической 6==(2г/со) /2 (для частот 4—1,2 кгц). Распределение скорости, полученное при амплитуде звукового давления 1,2 10 бар на разных частотах, показана на рис. 19 (кривые 1—3), На этом же рисунке приведено распределение скорости при обтекании пластины незвуковым стационарным потоком (кривая 4), скорость которого вдали от пластины равна амплитуде колебательной скорости в стоячей волне. В условиях эксперимента толщина акустического пограничного слоя была приблизительно на два порядка меньше толщины пограничного слоя при обтекании пластины стационарным потоком, что указывает на возможность ускорения различных процессов переноса в звуковом поле. [c.120]

Мы рассмотрели случай образования граничных волн слабых возмущений при обтекании сверхзвуковым потоком поверхности тела с тупым углом. При переходе грани тела потоком возникают малые возмущения (звуковые волны), которые распространяются со скоростью звука. Ранее было указано, что волны малых возмущений есть не что иное, как небольшие изменения плотности и давления, которые происходят в течение долей секунды. Поэтому при возникновении волн слабых возмущений говорят, что в воздухе (газе) имеют место слабые разрывы непрерывности. [c.80]

В аэродинамике скорость движущегося тела принято сравнивать со скоростью распространения в воздухе звуковых колебаний. Когда скорость полета станет приближаться к скорости звука, то картина обтекания тела резко изменяется. Доступны ли такие скорости моделям Конечно, доступны, и особенно, многоступенчатым. А вот природе такие скорости не по плечу, и поэтому мы не сможем найти подходящего живого примера, который бы подсказал нам, какой должна быть форма тела при около- или сверхзвуковых скоростях. Что же происходит при движении со скоростями, близкими к скорости звука [c.41]

Сформулированная задача Дирихле при (7, определенной по формуле (1) решалась численным методом. На рис. 10.12 приводятся результаты расчетов обтекания клина струей со звуковой скоростью на границе (границы струй, стороны клина и прямые звуковые линии, отделяющие области равномерных звуковых потоков) при следующих значениях параметров к = 1,4, /Зо G тг/6,7г/3, тг/2 , [c.303]

Промежуточные кривые на рис. 142 и 143 позволяют заключить, что влияние числа М<х, при пространственном дозвуковом обтекании тем меньше, чем меньше относительное удлинение тела. Штрих-пунктирные кривые в правой части графиков, поресекающие сетки сплошных кривых, ограничивают области применимости их. Абсциссы точек пересечения штрих-пунктирных кривых со сплошными соответствуют критическим значениям М<х> = Мкр, т. е. таким, при которых в точке максимального возмущения на поверхности тела возникает звуковая скорость. [c.340]

Ударные волны при обтекании тел сверхзвуковым потоком. Рассмотрим прежде всего некоторые кинематические особенности распространения звука от источника, движущегося со сверхзвуковой скоростью. Если точечный источник звука неподвижен, он излучает сферические волны, распространяющиеся со скоростью звука и заполняющие с течением времени всё пространство вокруг источника. Если такой источник движется с равномерной скоростью , звук от источника распространяется по направлению движения источника со скоростью с-—и, тогда как в обратную сторону он распространяется со скоростью с-)-и. В этом случае распределение звукового возмуи1ення в пространстве не будет бол симметричным (рис. 162, а). Однако и в этом случае (при и< б) звук приходит в каждую точку пространства, если только движение источника начинается из весьма отдалённой точки. [c.257]

Воспользуемся указанной в 123 звуковой аналогией трёхмерная задача о стационарном обтекании тонкого тела с переменным сечением S x) эквивалентна нестационарной двухмерной задаче об излучении звуковых волн коитуром, площадь которого меняется со временем по закону S(ji ) роль скорости звука играет при этом величина ui(M —1) нли при больших М просто l. Подчеркнем, что единственное условие, обеспечивающее эквивалентность обеих задач, заключается в малости отношения 8/1, что дает возможность рассматривать небольшие вдоль длины тела кольцевые участки его поверхности как цилиндрические. При больших Мь однако, скорость распространения излучаемых волн сравнима по величине со скоростью частиц газа в них (ср. конец 123), и потому задача должна решаться на основе точных, нелинеаризованных уравнений. [c.658]

При обтекании тела потоком жидкости или газа перед ним образуется зона торможения. В этой области происходит снижение скорости потока и повышение давления. При обтекании тела потоком газа местное повышение давления, связанное с торможением, имеет конечное значение, существенно превышающее звуковое давление. Возмущения, вызванные в газовой среде по-выщением давления в любой части обтекаемого тела, распространяются со скоростью, большей скорости звука. Если тело движется со скоростью, большей скорости звука, то перед ним возникает устойчивая ударная волна (рис. 2.31). [c.120]

Подавляющую часть физических процессов и явлений, которые происходят в сплош ных средах (жидких, твердых, газообразных, типа плазмы и др.), можно описать с помо щью систем дифференциальных уравнений или интегродифференциальных уравнений с частными производными. Такие уравнения — весьма сложный математический объект, особенно если они являются нелинейными, а именно учет нелинейных членов в урав нениях является зачастую решающим для описания очень важных эффектов механики сплошной среды. Надежное количественное описание таких эффектов является необхо димым элементом при проектировании самых различных машин и устройств, начиная от таких крупномасштабных объектов, как самолет, подводная лодка, ракета и кончая такими миниатюрными приборами, как интегральная схема, гибкий световод и т. п. Особенно существенно значение количественных характеристик явлений при оптимальном проек тировании конструкций, когда требуется добиться большей экономичности, дальности полета, минимального веса или улучшить другие аналогичные параметры. Так, например, проектирование летательных аппаратов, полет которых может проходить со скоростью, большей скорости звука, требует умения решать задачу об обтекании тела газовым пото ком в рамках нелинейных уравнений газовой динамики. Здесь в рамках линейных моделей не удается правильно описать эффект возрастания сопротивления при приближении ско зости полета к звуковой. Таких примеров можно было бы привести очень много. [c.13]

По определенной выше скорости vab определяем величину числа MjB потока, текущего вдоль стенки АЗ. Далее по табл. 16. 1 отыскиваем фиктивный угол поворота потока 0 дв> соответствующий значению числа Млв (9 лв — угол, на который должен повернуться поток, текущи11 со скоростью звука, чтобы достичь заданного значения числа. ЛЛ =М,4в) Суммарный угол поворота звукового потока при обтекании угла АВС будет, очевидно, равен [c.460]

Не вызывает также сомнения необходимость устранения таких зон отрыва с целью улучшения обтекания дозвуковой части и повышения аэрогазодинамических характеристик реактивных сопел. Одним из способов устранения зон отрыва в дозвуковой части сужающихся сопел при 0 р 90° в соответствии с работой [79] является скругление угловой точки в начале сужения канала, например, дугой окружности (рис. 3.48). Иллюстрацией этого явления служат фотографии спектров обтекания дозвуковой части сужающихся сопел с 0 р = 90° при нулевом и ненулевом радиусе скругления угловой точки входного участка канала Ri (рис. 3.50). Сравнение спектров обтекания сужающегося участка сопла методом саже-масляного покрытия до и после эксперимента, т. е. при отсутствии и при наличии (тг 4) реактивной струи, показывает существование или отсутствие зон отрыва потока. Так при наличии угловой точки в начале входного участка сопла при 0 р = 90° примерно половину торцевой стенки сужающего участка занимает отрывная зона, о чем свидетельствуют неразмытые точки саже-маслянного покрытия. Размытые по направлению к критическому сечению сопла точки саже-мас-лянного покрытия свидетельствуют о наличии обтекания торцевой стенки сужающегося канала и эта область присоединенного течения занимает примерно половину торцевой стенки (рис. 3.506). Для звукового сопла со скруглением угловой точки на входе сужающего участка сопла масляная пленка остается неразмытой только на горизонтальном участке канала сопла вследствие относительно небольшой скорости потока при рассматриваемой степени сужения канала. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...