Ударные волны при обтекании тел

Трансзвуковое течение за отошедшей ударной волной при обтекании тела сверхзвуковым потоком [c.219]

Рис. 2,1. Формы ударных волн при обтекании притупленного тела с изломом образующей

Рассмотрим двумерную задачу об обтекании затупленного конуса или клина равномерным сверхзвуковым потоком совершенного газа [25]. Для некоторых углов полураствора клина или конуса (0) и чисел Маха набегающего потока (Моо), течение за ударной волной при обтекании острого клина или конуса с тем же углом полураствора будет сверхзвуковым. Затупление конуса приводит к появлению дозвуковой области. При углах полураствора клина или конуса 0, меньших 0 (0 —угол полураствора клина, для которого течение за ударной волной становится звуковым М2=1)г дозвуковая зона располагается вблизи затупления и звуковая линия начинается на ударной волне и заканчивается на теле. Для затупленных клиньев и конусов имеется диапазон углов 0, для которых звуковая линия уходит в бесконечность и около клина течение является дозвуковым. На рис. 4.6 показаны заштрихованные области, в которых дозвуковая зона независимо от формы затупления уходит в бесконечность. Случай а соответствует обтеканию клина, б —конуса. При пространственном обтекании возможно появление локальных дозвуковых зон и распространение этих дозвуковых зон вниз по потоку (рис. 4.6). [c.213]

Образование ударных волн при сверхзвуковом обтекании тел [c.638]

Результаты, полученные в 2—4, могут быть применены непосредственно к расчету гиперзвукового обтекания тонкого заостренного спереди тела, так как течение у поверхности такого тела представляет собой либо течение за косой ударной волной (при положительном угле отклонения потока), либо в плоской задаче течение Прандтля — Майера (при отрицательном угле отклонения потока). [c.116]

В общем случае обтекания тела предположение Ньютона, разумеется, не оправдывается в связи с тем, что возмущение, вызванное телом в потоке, распространяется на большое расстояние от тела и постепенно с удалением от тела ослабляется, т. е. соседние струйки газа имеют разные направления и величины скоростей. Однако при обтекании тела с большой сверхзвуковой скоростью закон Ньютона становится справедливым, так как в этом случае ударная волна располагается близко к поверхности тела и все струйки до ударной волны имеют одинаковые направление и величину скорости (невозмущенного потока), а за ударной волной движутся в тонком слое между нею и телом и приобретают скорости, параллельные поверхности тела. Чем больше число Маха и тоньше тело, тем ближе к действительности теория Ньютона. Вместе с тем следует отметить, что даже в пре- [c.118]

При обтекании тела без скачков уплотнения и отсоединенных ударных волн температура на внешней границе пограничного слоя принимается равной температуре газа в невозмущенном потоке. В противном случае под Тл надо понимать температуру газа за ударной волной или за скачком уплотнения. [c.384]

При обтекании тела сверхзвуковым потоком газа (рис. 11.14) перед ним возникает головная ударная волна I. Она представляет собой поверхность ра5 рыва, при прохождении через которую поток газа скачком меняет свои параметры определенным образом, так что составляющие скорости, касательные к поверхности разрыва, [c.224]

Отклонение потока от первоначального направления при обтекании тела с 6 > 0л не может произойти путем скачка уплотнения, исходящего из носовой точки О тела, а этот скачок будет находиться впереди носовой части тела, на некотором расстоянии от точки О. При этом скачок уплотнения (ударная волна) представляет собой не прямую, а кривую линию, вдоль которой местный [c.525]

Интенсификация теплообмена в колеблющихся потоках возникает также и при внешнем обтекании поверхностей тела высокоскоростным потоком газа. При обтекании тела высокоскоростным потоком газа впереди него возникает ударная волна, которая может стать источником интенсивных колебаний. Отрывное обтекание поверхностей всегда сопровождается колебаниями потока, источниками которых являются образующиеся вихри. Образование вихрей по существу нестационарный процесс. [c.4]

На рис. 1.18 показана фотография, полученная при обтекании тела с острой носовой частью сверхзвуковым потоком в аэродинамической трубе. На ней видны головные и хвостовые скачки. Фотографировать скачки удается потому, что коэффициент преломления света в воздухе зависит от плотности последнего, а плотность скачкообразно изменяется во фронте ударной волны. [c.30]

При обтекании тела сверхзвуковым потоком газа (см. рис. Х1-27) перед ним возникает головная ударная волна 1. Она представляет собой поверхность разрыва, при прохождении через которую поток газа скачком меняет свои параметры определенным образом, так что составляющие скорости, касательные к поверхности разрыва, остаются непрерывными. На поверхности разрыва выполняются законы сохранения массы, количества движения и энергии. В области потока 2 между ударной волной и внешней кромкой пограничного слоя влияние вязкости не учитывают эту область 2 называют невязким сло-е м. На поверхности обтекаемого тела возникает пограничный слой 3, [c.276]

Рассмотрим более простой случай равновесного или замороженного течения газа за криволинейной ударной волной, образуемой при обтекании тела сверхзвуковым однородным потоком. Тогда [c.78]

При обтекании тел с очень тупым носком может возникнуть висячий скачок уплотнения, который имеет слабую интенсивность (практически совпадает с линией Маха) и, как следует из рис. 11.27, не нарушает существенно подобия в распределении давления, формах ударных волн и полей течения. [c.287]

Другой особенностью сверхзвукового потока является, как известно из опыта, возможность возникновения ударной волны. Так называется волна значительного уплотнения среды, связанного с резким повышением давления и температуры при этом практически скачкообразное изменение параметров происходит в очень тонком слое среды и сопровождается потоком вещества через этот слой. Ударные волны возникают при обтекании тел сверх- [c.511]

Так, при обтекании тел с достаточно большой дозвуковой скоростью вблизи той части поверхности тела, где достигаются наибольшие значения скорости, образуется местная зона со сверхзвуковой скоростью. При обтекании сверхзвуковым потоком затупленных впереди тел между телом и отошедшей ударной волной возникает местная зона с дозвуковой скоростью. При ускорении газового потока в сопле Лаваля в узком сечении сопла происходит переход от дозвуковой скорости течения к сверхзвуковой. [c.383]

Достаточно высокая точность формулы Ньютона при 7= 1,4 объясняется компенсирующим влиянием двух факторов. При обтекании тела газом с у =1,4 давление за ударной волной выше, чем [c.417]

Другой пример особенности типа угловой точки возникает при обтекании тела достаточно узкой сверхзвуковой струей с отошедшей ударной волной. Струя должна быть уже М-области смешанного течения, возникающего при обтекании этого же тела безграничным потоком той же скорости. При обтекании некоторых тел бесконечной длины (например, бесконечного клина) безграничным потоком М-области конечного размера может и не быть (ударная волна уходит на бесконечность), а струйное обтекание этих тел осуществимо, в этом случае угловая точка образуется при любой ширине струи (определяемой по отношению к характерному размеру тела). [c.215]

Подробный анализ этой ситуации побуждает обратить внимание на следующее обстоятельство, относящееся к постулатам трансзвуковой теории. Как уже упоминалось, при обтекании тел слабо сверхзвуковым потоком в этой теории допускается пренебрегать изменениями энтропии на возникающих ударных волнах, так как они имеют порядок (М 1) - Строго говоря, это может оказаться не всегда справедливым. Действительно, в уравнении вихря [c.218]

При обтекании гладкого тела равномерным сверхзвуковым потоком возникает отошедшая ударная волна, за которой вблизи передней части тела течение дозвуковое. Область дозвукового течения ограничена поверхностью тела, ударной волной и одной или несколькими звуковыми поверхностями, так как при обтекании тел достаточно сложной формы в дозвуковой области [c.220]

При плоском симметричном обтекании равномерным сверхзвуковым потоком с отошедшей ударной волной вихрь на теле равен нулю, поэтому звуковая линия, выходящая из точки выпуклости профиля (где д/3/дв1 < [c.227]

Рассмотрим теперь звуковую точку на ударной волне. Для определения угла наклона звуковой линии на ударной волне при плоском или осесимметричном обтекании тела равномерным сверхзвуковым потоком необходимо выразить кривизну линии тока д /дзх через кривизну К ударной волны, так как член ро/(182 также выражается через нее из соотношений Гюгонио [8 . [c.229]

Установим величину угла наклона звуковой линии в звуковой точке ударной волны, возникающей при обтекании тела равномерным сверхзвуковым потоком. [c.309]

Полученные результаты позволяют установить классификацию минимальных областей влияния смешанного течения при обтекании тел разной формы с отошедшей ударной волной. Например, при обтекании ии-выпуклого тела, расположенного на оси симметрии, могут осуществиться только два типа области влияния (рис. 11.4). [c.310]

Пусть осесимметричное движение газа представляет собой обтекание сверхзвуковым потоком некоторого тела вращения, при этом ударная волна, образующаяся перед телом, также будет телом вращения с той же осью симметрии. В меридианной плоскости эта ударная поверхность будет изображаться некоторой линией, которая, вообще говоря, будет криволинейной, но в некоторых частных случаях может быть и прямолинейной. Основные соотношения, связывающие параметры газа до и после скачка, полученные при изучении сверхзвукового плоскопараллельного течения, могут быть получены тем же способом и для ударной волны при осесимметричном движении. Поэтому при осесимметричном движении будут иметь место все уравнения получаемые из этих соотношений. Например, если поток до скачка равномерен и направлен по оси симметрии, то, согласно главе VI угол наклона 0 ударной волны в данной точке связан со скоростью набегающего потока иу и компонентами скорости газа за скачком формулой [c.367]

До сих пор коэффициент i в формулах (7.2) предполагался малым, но произвольным. Если поверхность ударной волны при осесимметричном обтекании тела сохранить и для случая его обтекания под малым углом атаки а, то граничные условия на фронте будут удовлетворены с точностью до членов порядка если положить, что [c.398]

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]

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 все пространство вокруг источника. Если такой источник движется с равномерной скоростью и, звук от источника распространяется по направлению движения источника со скоростьюс— и, тогда как в обратную [c.415]

Осесимметричное обтекание с отошедшей ударной волной. При обтекании тупого осесимметричного тела сверхзвуковым потоком (скорость по бесконечности направлена вдоль оси симметрии тела) образуется осесимметричная ударная волка, отходящая от поверхности тела. Задача определения формы ударной волны и вихревого движения между поверхностью разрыва и поверхностью тела решается численно. Схема решения была дана О. М. Белоцерковским н реализована на электронной быстродействующей вычислительной машине. Так же как и в аналогичном п. ЮСком случае ( 22), здесь был применён метод Дородницына, позволяющий решить задачу в точ- [c.320]

Рис. 12.8. Давление на теле и ударные волны при обтекании притупленного конуса с коиичеоким щиткам, a=-5 Моо=10, у=1,4

При обтекании тела газом с частицами крупной фракции (для рассмотренного случая = 30 мкм) преобладащим механизмом изменения температуры газа является диссипация кинетической энергии твердой фазы. Причем имеются два аспекта с одной стороны, с ростом размеров чпстиц увеличивается их кинетическая энергия, с другой стороны, умень-п аэтся время пролета частицами расстояния от ударной волны к поверхности тела и, при постоянной массовой доле твердой фракции, уменьшается количество частиц. Вследствие этого рассеянная кинетическая энергия с ростом размеров частиц вначале возрастает, а затем убывает. На кривых изменения температуры газа имеется максимум в районе = [c.65]

Волновое сопротивление тела в стационарном сверхзвуковом потоке газа равно нулю, если это тело не вызывает появления ударных волн, а обтекание его является безотрывным. Примером служит биплан Бузема-на. Простое исследование, не учитывающее детальной структуры потока, позволяет найти другую, верхнюю, границу волнового сопротивления при заданных габаритах тела. [c.167]

Рассмотрим прямую задачу для общего случая нестационарного трехмерного течения нереагирующей смеси газов. В этом случае на жесткой стенке (контуре обтекаемого тела или канала) задается условие непротекания (WV) F=0, где F x, у, z)=0 — уравнение жесткой стенки. В качестве начальных условий при t = Q во всей области течения задают все газодинамические параметры течения (при этом допускается существование поверхностей разрывов). При решении внешних задач обтекания в некотором сечении х = Хо вверх по потоку от тела должно быть задано распределение скоростей, в частности в случае равномерного обтекания ы = ыоо = сопз1, v = w=0. При этом в случае сверхзвукового обтекания это сечение может быть расположено непосредственно у фронта ударной волны, поскольку в сверхзвуковом потоке возмущение, создаваемое телом, ограничено ударной волной. При дозвуковом обтекании начальное сечение x = Xq должно быть отнесено достаточно далеко от тела, так как возмущение, создаваемое обтекаемым телом, вообще говоря, распространяется до бесконечности. Вниз по потоку от обтекаемого тела при сверхзвуковом обтекании не [c.50]

Впоследствии появилось много работ по этому вопросу, в которых изучено затухание сферических и цилиндрических волн в тех же или аналогичных предположениях, что и у Ландау. В работе Ландау было показано также, что соответствующие методы, рассуждения и результаты переносятся непосредственно на случа11 затухания криволинейных ударных волн, образующихся при обтекании тел сверхзвуковым поступательным потоком газа в плоскопараллельном и осесимметрическом случаях. [c.258]

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]

Образование кавитации при обтекании тел не только ухудшает гидродинамические характеристики (например, подъемная сила подводных крыльев резко падает), но и вызывает разрушение обтекаемых тел. Образовавшиеся в области низких давлений пузырьки газа и пара перемещаются и попадают затем в область больших давлений. Здесь происходит их охлопывание, сопровождающееся значительным приращением местных давлений (до сотни атмосфер), передаваемых жидкостью (в виде ударной волны) во все направления, в том числе и на поверхность обтекаемых тел. В результате этого происходит разрушение поверхности обтекаемых тел. Кавитация обычно сопровождается вибрацией обтекаемых тел и сильным шумом, вызываемым беспорядочным схлопыванием пузырьков . [c.274]

В результате полувековых исследований теория ударных волн оказалась сравнительно тщательно разработанной, хотя сам объект ее оставался, по существу, вполне умозрительным. Техника экспериментального изучения ударных волн была делом XX в. Надо отметить только опыты Э. Маха, выполнившего в80-хгодах XIX в. прекрасные (с учетом аппаратуры того времени) фотографии ударных волн при сверхзвуковом обтекании тел газом [c.81]

Пусть теперь ударная волна распространяется по газу, пребывающему в неравновесном состоянии. Такая ситуация возможна при обтекании тел сложной формы, когда внутри возмущенной области возникают скачки уплотнения, или иг и обтекании тела в высокстемтерагурной установке, в сопле которой газ может быть заморожен и т. д. При этом газ перед ударной волной люжет быть заморожен относительно более горячего или более холодного состояния, со скрытой теплотой /г/ ооответственнс большей или меньшей равновесной (причем, это расхождение может быть значительным, порядка величины энтальпии торможенпя). [c.64]

Забегая вперед, отметим, что указанная ситуация реализуется, например, в области за выпуклой ударной волной, возникающей при обтекании тела равномерным сверхзвуковым потоком. В этом случае рошт — значение полного давления в точке [c.24]

При осесимметричном обтекании равномерным сверхзвуковым потоком с отошедшей ударной волной, когда тело находится на оси симметрии, вихръ на теле конечен [105]. Конечный вихрь на теле (хотя на оси симметрии вихрь равен нулю) получается из-за того, что коэффициент Ламе /i2 по направлению нормали к линии тока при приближении линии тока к телу стремится к нулю как у, где у — ордината точки пересечения этой линии тока с ударной волной. При конечной кривизне ударной волны вихрь вблизи точки пересечения ударной волны с осью симметрии также пропорционален у. Конечность кривизны ударной волны в этой точке доказана б [123 . [c.228]

На определенных режимах сверхзвукового обтекания затупленных тел в поле течения за отошедшей ударной волной возникают вторичные (или иначе — внутренние, висячие) скачки уплотнения. Они оказывают существенное влияние на аэродинамические характеристики тел. Расчетным путем эти скачки впервые были обнаружены П. И. Чушкиным [111] при изучении обтекания гладко затупленного клина и конуса В.Ф. Ивановым [13] были построены скачки в области за головной ударной волной при расчете обтекания затупленного конуса с изломом образующей контура. Образование вторичных скачков уплотнения ранее наблюдалось и в экспериментах, однако причины их появления не были тогда достаточно изучены. М. Лайтхиллом, например, высказывалось мнение [90], что причиной образования вторичного скачка является отрыв и последующее прилипание пограничного слоя в окрестности угловой точки (по этому поводу см. 11) были предположения, что появление таких скачков в расчетах связано с заданием грубых начальных данных и т.п. [c.252]

Еоловной ударной волной — поверхность разрыва, возникающую в равномерном (или неравномерном) сверхзвуковом потоке перед телом. В случае отошедшей ударной волны между этой поверхностью разрыва и телом существует область дозвуковых скоростей, порождающая соответствующую М-область. Аналогичный случай имеет место и при некоторых режимах обтекания с присоединенной ударной волной у заостренного тела. (Доказательство существования головной ударной волны см. в гл. 8, 1.) [c.254]

Перейдем к выводу уравнений характеристик неизоэнтропи-ческого (вихревого) осесимметричного движения газа. Как уже отмечалось в главе VI, такой случай имеет место при обтекании тел вращения сверхзвуковым однородным потоком, когда впереди тела образуется криволинейная поверхность ударной волны. В этом случае интенсивность ударной волны в различных ее точках неодинакова, и поэтому на линиях тока энтрот [c.361]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...