Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью

Рассмотрим теперь вопрос о сопротивлении тел, обтекаемых вязкой жидкостью. Силой сопротивления называют силу, действующую на тело в направлении потока. Введем безразмерный коэффициент сопротивления, который согласно теории подобия зависит от формы тела, чисел Re и М [c.184]

Сопротивление тел, обтекаемых вязкой жидкостью [c.186]

Формулы (4.45), (4.47) и составляют содержание теоремы Жуковского с подъемной силе. В общем случае на одиночное тело, обтекаемое вязкой жидкостью, действуют как сила сопротивления (направленная вдоль скорости потока), так и подъемная сила (перпендикулярная скорости потока). В идеальной несжимаемой жидкости, как следует из теоремы Жуковского, сила сопротивления равна нулю , а подъемная сила возникает только при наличии циркуляции скорости по профилю. [c.69]

О построении оптимальных тел заданной длины в потоке вязких газа и жидкости. В выполненном исследовании использовались приближенные локальные модели и, кроме того, не учитывались силы трения. Что касается перехода к более точным моделям, то здесь при возможной количественной коррекции не приходится ожидать сколько-нибудь существенных изменений принципиального характера. Относительно влияния вязкости следует различать оптимальное профилирование тел, обтекаемых вязким сверхзвуковым потоком, и тел, обтекаемых вязким газом без возникновения даже местных сверхзвуковых зон или вязкой жидкостью. В первом случае при больших числах Рейнольдса, когда силы трения можно рассчитать в приближении пограничного слоя, их добавка к волновому сопротивлению, уменьшая выигрыши (по полному сопротивлению) тела с торцом относительно тел с острой задней кромкой, не скажется на типе оптимальной конфигурации. Это связано с тем, что в подобных ситуациях проекция на ось х интеграла действующих на тело сил трения, слабо завися от формы образующей, определяется в основном его длиной. [c.510]

Картину полного обтекания мы получили в предположении, что силы вязкости в жидкости отсутствуют. Если же от этого предположения отказаться, то картина обтекания тел существенно изменяется. Как было показано в 125, слой вязкой жидкости, прилегающий к твердой стенке, прилипает к ней. Следующие слои потока скользят друг относительно друга с возрастающей скоростью, вследствие чего между слоями жидкости возникают силы вязкости.,При этом на каждый слой жидкости со стороны соседнего слоя, более удаленного от стенки, действует сила вязкости в направлении потока, а со стороны слоя, более близкого к стенке, — сила вязкости, направленная навстречу потоку. В результате наряду с силами вязкости, действующими между соседними слоями жидкости, возникают также силы трения, действующие на поверхность обтекаемого тела со стороны прилегающего к ней слоя жидкости. Результирующая этих сил трения называется сопротивлением трения. [c.547]

Экспериментально было установлено, что введением в движущуюся вблизи тела жидкость весьма малых (до сотых долей процента) количеств специальных полимерных веществ (присадок) можно значительно повлиять на движение жидкости в пристеночном слое и уменьшить сопротивление трения на стенках трубы. Добавление присадок в столь малых количествах фактически не изменяет плотности и вязкости жидкости и не сказывается заметно на распределении скорости в ламинарном движении при малых значениях чисел Рейнольдса, но может влиять на свойства турбулентного движения вблизи обтекаемых стенок. Поэтому ясно, что в этом случае принятая до сих пор теория движения вязкой жидкости Навье — Стокса нуждается в существенных видоизменениях. Можно вполне определенно сказать, что в некоторых областях при турбулентных движениях могут проявиться некоторые свойства среды, которые несущественны для описания ламинарных движений. [c.246]

Роо- В заключение приводятся соображения о важности задних торцов при построении тел минимального сопротивления, обтекаемых вязким газом (или жидкостью). [c.495]

Проблема движения вязкой жидкости вблизи плохо обтекаемого тела представляет одну из наиболее сложных и до сих пор нерешенных проблем нелинейной механики жидкости. Роль конвективных членов, представляющих нелинейность в уравнениях Навье — Стокса, в создании зон замкнутых обратных токов, в явлении неустойчивости этих зон, начиная с некоторого критического рейнольдсова числа обтекания тела, отрыва их от тела и схода в область следа будет, вероятно, еще долго привлекать внимание исследователей. Велико прикладное значение этой проблемы. Такие важные технические задачи, как автоколебания цилиндрических тел в равномерных однородных потоках жидкостей и газов, звучание струн в потоках (эоловы тоны), использование обратных токов в следе за телом для стабилизации пламени в камерах горения, и ряд других близких по своей гидродинамической сущности проблем упираются в необходимость изучения динамических явлений в кормовой области плохо обтекаемых тел. Основная проблема сопротивления движению тел плохо обтекаемой формы в жидкостях и газах при малых и средних значениях рейнольдсовых чисел также остается до сих пор нерешенной. [c.509]

Число Н играет большую роль в задачах аэродинамики От числа Н зависит, в частности, коэффициент сопротивления различных тел, обтекаемых потоком вязкой жидкости. [c.217]

Пусть Re 1, т.е. силы инерции велики по сравнению с силами вязкости. Но если в этом случае пренебречь силами вязкости в (7.15), (7.16), получим уравнения Эйлера для идеальной жидкости, которые не позволяют рассчитать касательное напряжение на поверхности обтекаемого тела и силу сопротивления, действующую на тело, обтекаемое потоком вязкой (реальной) жидкости. [c.118]

Решение задачи о сопротивлении тела в потоке вязкой жидкости при безотрывном обтекании сводится к установлению распределения сил трения вдоль обтекаемых поверхностей тела, а следовательно, к расчету пограничного слоя. [c.238]

Важно понимать, что приведенный выше анализ основывается на линейном уравнении, хотя оно и учитывает при помощи члена, содержащего А, некоторые эффекты памяти. Действительно, для обтекаемых тел простой геометрии (таких, как сферы и цилиндры) решение уравнения (7-4.3) можно довести до вычисления коэффициента лобового сопротивления в явном виде [15, 17]. Кажущаяся значительно более простой задача, состоящая в вычислении коэффициента лобового сопротивления для течения обобщенных ньютоновских жидкостей (т. е. жидкостей, для которых напряжение задается уравнением (2-4.1)), оказывается практически более сложной для решения из-за нелинейности члена, описывающего вязкие напряжения даже для тела простейшей геометрии (сфера) получены лишь оценки для несовпадающих верхней и нижней границ решения [18]. [c.277]

Экспериментальное значение коэффициента сопротивления пластины, поставленной нормально к потоку, может достигать значений G = 2. Следует, однако, иметь в виду, что структура течения в ближнем следе, а значит, и давление на тыльной стороне обтекаемого тела существенно зависят от числа Рейнольдса. По рис. 10.2 можно проследить характер изменения структуры потока за сферой при изменении Re от 9,15 до 133, а по рис. 10.7 — за цилиндром при Re == 0,25. .. 57,7. Но возможны и другие конфигурации потока. Они в значительной степени определяются также формой и положением обтекаемого тела. Так, например, при обтекании цилиндрических тел крылового профиля при малом угле атаки (см. рис. 8.30, а) возможно практически безотрывное течение, при котором форма линий тока для вязкой жидкости близка к форме этих линий для идеальной жидкости. Но при возрастании угла атаки увеличиваются положительные градиенты давлений на выпуклой части поверхности профиля и это в итоге приводит и отрыву пограничного слоя, который быстро сверты- [c.391]

Прандтлем в своих лекциях. Третья глава, посвященная течению в ах и каналах, по своему содержанию значительно выходит за пределы лекций Л. Прандтля при ее составлении автор использовал многочисленную старую и новую литературу, а также свои собственные, еще не спуб-ликсвзнные, работы. Четвертая глава, посвященная диференциальному ураннению вязкой жидкости, а также первая половина пятой главы, посвященной пограничным слоям, более или менее точно передают содержание лекций Л. Прандтля. Шестая глава, рассматривающая сопротивление обтекаемых тел, опять значительно отступает по своему содержанию от лекций Л. Прандтля, именно — в сторону большей подробности изложения. Седьмая глава — о теории крыла (особенно последние ее две части) — составлена на основе опубликованных работ Л. Прандтля и его учеников. Наконец, содержание последней (восьмой) главы, посвященной методам экспериментальных исследований и приспособлениям для эксперимента, совершенно не входит в лекции Л. Прандтля. Однако, автор ие счел возможным оставить этот вопрос незатронутым, так как эксперимент играет в гидро- и аэродинамике чрезвычайно большую роль. [c.3]

Н. Е. Жуковский в 1890 г. в своей работе О форме судов привел пример учета влияния формы тела на сопротивление трения, а в своих более поздних лекциях дал качественную оценку роли пограничного слоя. Однако ни Жуковский, ни его ближайшие ученики не занялись разработкой методов количественного расчета явлений в пограничном слое. Уравнения движения жидкости в пограничном слое были впервые установлены в 1904 г. Л. Прандтлем и легли в основу всей современной теории пограничного слоя. Существенным этапом в истории развития учения о пограничном слое явилось решение вопроса о том, равняется ли нулю скорость реальной жидкости на поверхности обтекаемого ею тела или нет, иными словами, прилипает оюидкость к стенке или скользит вдоль нее. Долгое время считали, что наряду с вязким внутренним трением жидкости о гладкую стенку существует еще внешнее трение. Жуковский и Прандтль первые решительно встали на точку зрения пол- [c.38]

Теория пограничного слоя, разработанная Прандтлем в 1904 г. [7.1], положила основу для объединения интересов теории и практики. Ирандтль установил, что в том случае, когда массовые эффекты преобладают над эффектами вязкости, последние локализуются в тонком слое жидкости, примыкающей к поверхности обтекаемого тела, и в продолжающемся за этим слоем вихревом следе. В результате стало общепринятым, что теоретический анализ должен сочетать гидродинамические расчеты поля течения с расчетами вязкого пограничного слоя таким образом стал осуществляться расчет большинства параметров стационарных потоков, в том числе таких, как лобовое сопротивление профиля, которое до тех пор определялось лишь экспериментальным путем. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...