Обтекание тела произвольной формы

Реальная физическая задача об обтекании заданного тела, разумеется, однозначна. Дело в том, что в действительности не существует строго идеальных жидкостей всякая реальная жидкость обладает какой-то, хотя бы и малой, вязкостью. Эта вязкость может практически совсем не проявляться при движении жидкости почти во всем пространстве, но сколь бы она ни была мала, она будет играть существенную роль в тонком пристеночном слое жидкости. Именно свойства движения в этом (так называемом пограничном) слое и определят в действительности выбор одного из бесчисленного множества решений уравнений движения идеальной жидкости. При этом оказывается, что Е общем случае обтекания тел произвольной формы отбираются именно решения с отрывом струй (что фактически приводит к возникновению турбулентности). [c.34]

Несмотря на все изложенное, изучение решений уравнений движения, соответствующих непрерывному стационарному потенциальному обтеканию тел, имеет в некоторых случаях смысл. Между тем как в общем случае обтекания тел произвольной формы истинная картина течения практически ничего общего с картиной потенциального обтекания не имеет, в случае тел, имеющих некоторую особую ( хорошо обтекаемую , см. 46). форму, движение жидкости может очень мало отличаться от потенциального (точнее, оно будет не потенциальным лишь в тонком слое жидкости вблизи поверхности тела и в сравнительно узкой области следа позади тела). [c.34]

Полученные выше количественные формулы относятся, конечно, только к обтеканию пластинки. Качественные же результаты (такие как (39,11—12)) справедливы и для обтекания тела произвольной формы при этом под I надо понимать размеры тела в направлении обтекания. [c.229]

Обтекание тела произвольной формы можно получить методом особенностей, используя непрерывное распределение источников, стоков, диполей или вихрей. Рассмотрим общую схему решения задачи обтекания произвольного тела, для чего воспользуемся методом источников и стоков. [c.280]

ОБТЕКАНИЕ ТЕЛА ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ С ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПОВЕРХНОСТИ [c.268]

Рис. 10-5. К расчету теплообмена при обтекании тела произвольной формы с постоянной температурой поверхности потоком с Рг = =0,7.

ОБТЕКАНИЕ ТЕЛА ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ [c.273]

ОБТЕКАНИЕ ТЕЛА ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ [c.294]

Путем упрощения уравнений движения газа при больших значениях числа М в работах [1-4] удалось установить законы подобия при обтекании тел идеальным газом с большими сверхзвуковыми скоростями. В работе [4] показано, что при М сю обтекание тела произвольной формы стремится к некоторому конечному состоянию, которое достигается тем скорее, чем более затуплена передняя часть обтекаемого тела. Такое предельное состояние движения, которое характеризуется соотношением М со8 (п,ж) 1, где со8(п,х) — косинус угла между направлением набегающего потока и нормалью к поверхности тела в его передней части, будем называть, следуя работе [4], гиперзвуковым течением. Коэффициенты аэродинамических сил при гиперзвуковом течении становятся не зависящими от М (подобно случаю течений газа при весьма малых скоростях). [c.25]

Как доказывается в теории потенциала, при весьма широких предположениях о виде поверхности о, уравнение Лапласа (15) при только что указанных граничных условиях имеет единственное решение функция , представляющая это решение, называется гармонической функцией. Не останавливаясь на общей теории решения уравнения Лапласа, приведении его к интегральному уравнению и других относящихся сюда общих вопросах математической физики, перейдем к рассмотрению некоторых частных гидродинамических задач, а затем изложим метод расчета пространственного обтекания осесимметричных тел — наиболее важной для практики пространственной задачи. Что касается вопроса об обтекании тел произвольной формы, то, в отличие от плоского движения, соответствующая задача в пространстве представляет непреодолимые трудности. [c.393]

Теория обтекания тел потоком газа с большой сверхзвуковой скоростью является одной из наиболее новых областей газовой динамики. В ряде работ путем упрош ения уравнений движения газа при больших значениях числа М удалось установить законы подобия при обтекании тел идеальным газом с большими сверхзвуковыми скоростями. В работе [1] показано, что при М оо обтекание тела произвольной формы стремится к предельному состоянию, которое достигается тем скорее, чем более затуплена передняя часть тела. Такое предельное состояние движения, которое характеризуется соотношением М соз(гг,ж) 1, где соз(гг,ж) - косинус угла между направлением набегаюш его потока и нормалью к поверхности тела в его передней части, получило название гиперзвукового течения. Форма поверхностей тока и скачка уплотнения не меняются при гиперзвуковом течении с изменением скорости потока, а давление меняется пропорционально квадрату скорости. Коэффициенты аэродинамических сил нри гиперзвуковом течении не зависят от числа М (как при течениях газа с весьма малыми скоростями). [c.279]

Полученный нами вывод о том, что при обтекании пластины скольжение с точностью до не оказывает влияния на напряжение трения, верен только для плоской пластины при малых сверхзвуковых скоростях. В случае обтекания тела произвольной формы скольжение приводит к уменьшению поверхностного трения и, следовательно, сопротивления тела [15]. В настоящее время рассмотрены задачи об обтекании плоской пластины потоком слабо разреженного газа при больших сверхзвуковых скоростях. В этом случае следует учитывать взаимодействие пограничного слоя со скачком уплотнения, возникающим на передней кромке пластины поэтому скольжение и температурный скачок оказывают заметное влияние на характеристики обтекания. [c.641]

Замечание. Мы получили этот вывод для частного случая — поперечного обтекания цилиндра. Однако можно показать, что он справедлив для обтекания тел произвольной формы идеальной жидкостью. [c.82]

В случае обтекания тел произвольной формы все вычисления могут быть произведены совершенно аналогичным образом и приводят к результату, что на линии отрыва обращаются в нуль производные [c.193]

Для иллюстрации методов суперпозиции и особенностей рассмотрим обтекание сферы и тела произвольной формы. [c.279]

Рис. V. 14. Осесимметричное кавитационное обтекание твердого тела произвольной формы (обобщенная схема Рябушинского).

Любое общее соотношение, связывающее вектор скорости и вектор силы, должно учитывать ориентацию тела или по отношению к вектору скорости набегающего потока, или (в случае оседающей частицы) к вектору силы тяжести. В работе Ганса [21] обсуждается влияние ориентации частицы на скорость падения для частного случая эллипсоидальной частицы. Позже Ландау и Лифшиц [331 привели общую формулу для влияния ориентации на силу, действующую на тело произвольной формы при обтекании его потоком жидкости. [c.184]

Докажем справедливость парадокса Даламбера для пространственного безвихревого обтекания конечного по размерам тела произвольной формы. [c.283]

Слишком сложно рассматривать здесь применение уравнения (14 ) Прандтля — Глауэрта к сверхзвуковому обтеканию так называемых тонких , или удлиненных , тел произвольной формы ). Мы только приведем несколько примеров, иллюстрирующих общий тезис о том, что если результаты не получены математически и физически строго, то им присуща тенденция становиться ненадежными. [c.36]

Приведем общее доказательство парадокса Даламбера для случая пространственного безвихревого обтекания конечного по размерам тела произвольной формы. Для этого определим прежде всего порядок убывания скоростей возмущения однородного потока некоторым ограниченным замкнутой поверхностью а телом (рис. 141) при удалении от этого тела. [c.410]

УСЛОВИЯ ПОДОБИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ТЕПЛООТДАЧИ ТЕЛА ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ ПРИ ВНЕШНЕМ ЕГО ОБТЕКАНИИ [c.239]

Сопротивление тела произвольной формы складывается из сопротивления давления и сопротивления трения. Сопротивление давления при наличии пограничного слоя изменяется, во-первых, из-за оттеснения линий тока. Однако это сопротивление не связано непосредственно с вязкими потерями и может быть компенсировано путем исправления контура тела на толщину вытеснения. Во-вторых, сопротивление давления может измениться от того, что в пристеночном слое на криволинейной поверхности инерционные центробежные силы будут различными в случае распределения скорости и плотности, соответствующих течению идеальной жидкости, и в случае распределения скорости и плотности, соответствующих пограничному слою. Это изменение давления дает вклад в потери импульса в сопле и может быть названо вязким изменением давления. Рассмотрим влияние этих факторов на примере течения в сопле, хотя выводы останутся справедливыми и для случая внешнего обтекания тела. [c.119]

Расчет теплообмена на теле произвольной формы требует решения полной системы уравнений (14.4). ... (14.8). Задача осложняется тем, что не во всех случаях разработаны эффективные методы расчета обтекания тела идеальной жидкостью, и в этих случаях используются экспериментальные данные о распределении давления и скорости на поверхности тел. [c.363]

В случае обтекания тел произвольной формы все вычисления могут быть произведены совершенно аналогичным образом и приводят к результату, что на линии отрыва обращаются в нуль производные dvxfdy, dvzjdy от обеих касательных к поверхности тела компонент скорости Vy, и Vz (ось у по-прежнему направлена по нормали к рассматриваемому участку поверхности тела). [c.236]

Метод расчета теплообмена при обтекании тела произвольной формы с постоянной температурой поверхности предложил Дрейк [Л. 13]. Согласно этому методу вначале уже рассмотренным способом решается уравнение движения пограничного слоя. Затем принимается допущение, что при обтекании тела произвольной формы в любом сечении вдоль поверхности между толщиной потери импульса и толщиной потери энтальпии (а также толщиной приведенной пленки) существуют постоянные соотношения, такие же, как и при обтекании клина при одинаковых местных значениях числа Прандтля и параметра j ) dujdx). [c.269]

Напр., установившееся обтекание тела произвольной формы (самолёт, подводная лодка) потоком несжимаемой вязкой жидкости определяется (при скоростях, не близких к скорости звука) характерным размером тела I, скоростью у неаозмущённого потока далеко впереди тела и кинематич. коэффициентом вязкости жидкости V. Т. к. в системе СИ V измеряется в л1 /с, т. е. его размерность выражается через размерности I и у, то из трёх размерностей определяющих параметров м, м/с, м с лишь две независимые. Т. о., в = 3, А = 2, в — А = 1, т. е. имеется лишь один безразмерный критерий подобия — Рейнольдса число Яе — иИ. Все безразмерные параметры, характеризующие обтекание тела, являются ф-циями этого критерия, напр. безразмерные аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления С а и подъёмной силы Су . Если эти коэф. определяются путём испытания моделей в аэро-динамич. трубах или гидротрубах, то необходимо, чтобы величина Яе при испытаниях модели, геометрически подобной натурному объекту, была такой же, как при движении натурного объекта. [c.669]

В работе [1] показано, что при М сю обтекание тела произвольной формы стремится к предельному состоянию, которое достигается тем скорее, чем более затуплена передняя часть тела. Такое предельное состояние движения, которое характеризуется соотношением со8 (п,ж) 1, где со8(п,х) - косинус угла между направлением набегаюгцего потока и нормалью к поверхности тела в его передней части, получило название гиперзвукового течения. В случае тел малой относительной толгцины при сохранении скоростного напора набегаюгцего потока р /2 и при подобном изменении формы тела в [c.38]

Головкнн В. А., Головкин М. А., Численное решение задачи о нестационарном и отрывном обтекании тел произвольной формы идеальной несжимаемой жидкостью.— В сб. VI Международная конференция по численным методам в гидродинамике, Тбилиси, 20—25 июня 1978 г. (т. II). [c.1002]

Задачу об обтекании тела произвольной формы стоксов-ским потоком, в частности трехмерное обтекание цилиндра конечной длины, рассматривали Янгрен и Акри-вос [32]. Последняя задача неоднократно исследовалась экспериментально, и поэтому ее решение представляет значительный практический интерес. Угловая скорость обтекаемого цилиндра при линейном сдвиговом течении общего вида, связана с единственным неизвестным скалярным параметром — эквивалентным отношением осей г , определяемым как отношение осей сфероида, который, будучи свободно подвешен в потоке с тем же самым полем скоростей на бесконечности, совершает то же самое периодическое движение, что и цилиндр (рис. 13.9). [c.380]

Наряду с указанным углублением в физическую сущность явленна релаксации предстоит еще преодолеть трудности перехода от простейших автомодельных задач к более общим, соответствующим обтеканию тел произвольной формы и, особенно, пространственным трехразмерным. потокам. [c.530]

Для приближенного расчета теплообмена при продольном обтекании (и , = onst) плоской пластины с не-обогреваемым начальным участком мы воспользуемся интегральным уравнением энергии (5-20). С помощью метода суперпозиции распространим это решение на случаи произвольного распределения температуры или плотности теплового потока вдоль пластины. И, наконец, получим приближенное решение уравнения энергии ламинарного пограничного слоя на теле произвольной формы, обтекаемом потоком с переменной скоростью вне пограничного слоя. [c.246]

В работе Л. 2] установлено также, что для плоскопараллельного обтекания гладкого непроницаемого тела произвольной формы коэф-( )ицие т К может быть представлен как С (/т)Рг 2, где С зависит только от /т. Как показали расчеты, в нашем случае имеет место аналогичная функциональная связь между К и числом Рг так, что окончательно [c.138]

Акад. С. А. Хрнстианович в труде Обтекание тел газом при больших дозвуковых скоростях разработал оригинальный и весьма эффективный метод, позволяющий учитывать влияние сжимаемости на обтекание профилей произвольной формы. [c.13]

Как и в случае погружения плоских контуров, смоченную поверхность произвольного осесимметричного тела вращения можно аппроксимировать не только плоским диском, но и полусферой (радиуса Ь), полуэллипсоидом (полуоси Ь и Н1) или половиной сферической линзы (диаметр 2Ь, высота Н1). Решения задач об обтекании тел таких форм известны [68, 235], и из них можно найти выражения для скорости Ьу. Поэтому принципиальных трудностей при решении интегрального уравнения (9.15) не возникает, но вычисления будут громоздкими и необходима привлекать ЭВМ. [c.82]

Коэффициенты сопротивления были измерены для разных значений р/рр и Ы2а. Шмидель [688] исследовал движение диска, а Фэйдж и Йохансен — плохо обтекаемые тела [208]. Стоксово сопротивление (малые числа Рейнольдса) частиц произвольной формы изучалось Бреннером [72], который рассмотрел гидродинамические силы и крутящий момент, определенные экспериментально при поступательном и вращательном движении твердой частицы в жидкости, находящейся на бесконечности в состоянии покоя. Подробное рассмотрение обтекания тел при низких числах Рейнольдса дается в книге [309]. В работе [.382] измерены сопротивления свободно падающих цилиндров и конусов. [c.36]

Описанный в конце предыдущего параграфа характер распределения скоростей вокруг обтекаемого тела не относится к исключительным случаям, когда толщина образующегося за телом следа очень мала по сравнению с его шириной. Такой след образуется при обтекании тел, толщина которых (в направлении оси у) мала по сравиенню с нх шириной в направлении 2 (длина же в ианравлении обтекания — оси -г — может быть произвольной), другими словами, речь идет об обтекании тел, поперечное (к направлению движения) сечение которых обладает сильно вытянутой в одном направлении формой. Сюда относятся, в частности, обтекания крыльев — тел, размах которых велик по сравнению со всеми остальными их размерами. [c.218]

В настоящей главе приведены основные уравнения газовой динамики с учетом физико-химических превращений. Даны уравнения газовой динамики в дифференциальной и интегральной формах, а также их запись в дивергентном виде. Выписаны уравнения газовой динамики, в которых в качестве независимых переменных использованы функции тока. Представлены соотношени5г на поверхностях разрывов. Обсуждены наиболее характерные начальные и граничные условия. Выведены соотношения на характеристиках уравнений газовой динамики. Представлены некоторые фундаментальные аналитические решения основных задач газовой динамики обтекания тел, течения в соплах и струях, задача о распаде произвольного разрыва, задача о взрыве. [c.31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...