Ламинарный пограничный слой в гиперзвуковом потоке

ЛАМИНАРНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ В ГИПЕРЗВУКОВОМ ПОТОКЕ [c.693]

В соответствии с оценками для ламинарного пограничного слоя в гиперзвуковом потоке введем переменные [c.329]

В соответствии с обычными оценками для ламинарного пограничного слоя в гиперзвуковом потоке и с учетом (7.90), (7.91), (7.93) вводятся безразмерные автомодельные (по оси х) переменные [c.367]

Ламинарный пограничный слой в сверхзвуковых и гиперзвуковых потоках 523 5. Взаимодействие ламинарного пограничного слоя с внешним невязким [c.507]

Классическая теория ламинарного пограничного слоя не учитывает завихренности внешнего потока, а учитывает только скорость на внешней границе пограничного слоя. Имевшиеся попытки расширения теории Прандтля на этот случай, насколько нам известно, не получили достаточного развития. Разобранный эффект оттеснения линий тока при наличии вихревого взаимодействия может значительно исказиться, особенно вблизи передней затупленной кромки тела. Упомянем еще, что при гиперзвуковом обтекании вязким газом тонких тел вращения, помимо только что указанных эффектов, важен еще эффект поперечной кривизны тела, который в случае потоков малых скоростей проявляется лишь на сильно удлиненных тонких телах. [c.705]

Рассматривается обтекание плоской пластины гиперзвуковым потоком вязкого газа. Предполагается, что пластина (рис. 6.10) расположена под нулевым углом атаки и имеет длину Предполагается также, что течение вблизи пластины и в рассматриваемой области следа ламинарное. Обозначения и выбор безразмерных переменных в данном параграфе такие же, как и в 4.2, где рассматривался режим сильного гиперзвукового взаимодействия. Для указанного режима справедлива следующая система уравнений, описывающая течение в ламинарном пограничном слое [c.281]

Исследовано течение, возникающее при вдуве газа через проницаемую поверхность треугольной пластины, на режиме сильного вязко-невязкого взаимодействия гиперзвукового потока с ламинарным пограничным слоем. Рассмотрены особенности, связанные с обтеканием сильно охлажденных поверхностей и образованием в пограничном слое областей закритического и докритического течения. Установлено распределение скорости вдува, при котором в областях с закритическим режимом течения существуют автомодельные решения. Представлены результаты численных расчетов характеристик течения. [c.346]

Для гиперзвукового режима обтекания часто температура поверхности тела асимптотически мала по сравнению с температурой торможения и возможно образование областей закритического и докритического течения в ламинарном пограничном слое. При понижении температуры поверхности тела плотность вдуваемого газа возрастает и это соответствует увеличению расхода газа через проницаемую поверхность при заданной величине скорости вдува [Нейланд В.Я., 1972]. В результате даже при достаточно малых скоростях вдува возможно образование зоны невязкого течения около поверхности сильно охлажденного тела. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при рассмотрении гиперзвукового обтекания вязким газом тел с массообменом на его поверхности. В настоящем параграфе основное внимание уделено исследованию влияния на характеристики течения непрерывно распределенного вдува газа на сильно охлажденной поверхности треугольной пластины, обтекаемой гиперзвуковым потоком [Дудин Г.Н., 2000]. [c.346]

Исследовано влияние массообмена на характеристики течения в ламинарном пограничном слое на холодном треугольном крыле, обтекаемом гиперзвуковым потоком вязкого совершенного газа на режиме сильного вязко-невязкого взаимодействия. Численно определено влияние интенсивности массообмена на значение координаты перехода от закритического режима течения к докритическому, а также на локальные и суммарные аэродинамические характеристики треугольного крыла, имеющего степенную форму поперечного сечения. [c.358]

Аналитические методы [1] для подобного класса течений не дали удовлетворительного объяснения многих деталей взаимодействия потоков в кавернах. В [2] исследованы решения двумерных уравнений Эйлера для анализа обтекания каверны потоком с большой дозвуковой скоростью. Решение двумерных уравнений Навье-Стокса [3] было впоследствии повторено в ряде численных исследований, например в [4], для турбулентного режима течения в каверне с Lp = UD = 6.2, М = 2.36, где L - длина выемки, D - глубина. Задача обтекания плоской прямоугольной выемки неравновесным потоком вязкого многокомпонентного реагирующего газа решена в [5]. Численные результаты для нестационарных вязких течений в прямоугольных кавернах при сверхзвуковом внешнем обтекании получены в [6]. Метод решения уравнений Навье-Стокса для сжимаемого стационарного течения [3] был также применен для исследования вязкого турбулентного трехмерного течения, например в [7], однако этот метод не нашел широкого применения для нестационарного течения. Для исследования обтекания каверны с = 5.3, 8.0 и 10.7 гиперзвуковым потоком (М = 6.3) при ламинарном и переходном режимах пограничного слоя в [8] использован метод [7]. [c.123]

Уравнения теории сильного взаимодействия. После этих предварительных сведений приступим к изложению теории взаимодействия головной ударной волны и пограничного слоя, считая пограничный слой ламинарным. Здесь мы ограничимся изучением только сильного взаимодействия по следующим причинам 1) теория слабого взаимодействия уже хорошо описана ), 2) результаты теории слабого взаимодействия показывают, что слабое взаимодействие мало влияет на тепловой поток, 3) можно развить строгую теорию сильного взаимодействия в пределе при М — оо вблизи передней кромки для гиперзвукового течения около плоской пластины. [c.201]

Исследование иестациоиариыж процессов трапскритического взаимодействия течения в ламинарном пограничном слое с гиперзвуковым потоком [c.274]

Изложенные соображения, поясняющие механизм передачи резких изменений во внешнем потоке (падение ударной волны на пограничный слой, отрыв нограничного слоя, угловая точка на поверхности тела) по ламинарному пограничному слою вверх по потоку, описывают широкий класс явлений как в сверхзвуковом и гиперзвуковом, так и в дозвуковом двинieнияx газа. Аналогичные по общей структуре процессы имеют, как уже об этом упоминалось в гл. IX, место и в пограничных слоях в потоках малых скоростей. Желая подчеркнуть характерную особенность всей этой группы явлений, заключающихся в возможности всесторонней, как вниз так и вверх по течению, передачи [c.709]

Эти оценки определяют протяженность области возмущенного течения в окрестности точки разрыва температуры и каталитических свойств поверхности, где уже несправедливы теории ламинарного пограничного слоя или гиперзвукового вязкого ударного слоя и следует учитывать индуцированное возмущение давления. Необходимо еще отметить, что возмущенный пристеночный слой находится по обе стороны от точки разрыва краевых условий, а не только вниз по потоку, как это предполагалось в работах [Беспалов В.В., Воронков В.Г, 1980 Гершбейн Э.А., Казаков В.Ю., Тирский ГА., 1986 Гершбейн Э.А., Казаков В.Ю., 1988]. [c.124]

В разд. 1 данной главы описаны физические картины течений и даны теоретические решения для отрывных течений около двумерных поверхностей и осесимметричных тел в разд. 2 рассмотрены отрывные пузыри, возникающие при отрыве потока на передних кромках. Отрывное течение в сильной степени зависит от природы потока — ламинарного, переходного или турбулентного. В дозвуковом потоке число Рейнольдса оторвавшегося ламинарного пограничного слоя достигает примерно 50 000 [11. Поэтому при дозвуковых скоростях проблема чисто ламинарных отрывных течений может не иметь практического значения, однако ввиду того, что в сжимаемом потоке ламйварное отрывное течение довольно устойчиво и его устойчивость повышается с ростом числа Маха (например, до гиперзвуковых скоростей), ламинарные отрывные течения газа могут приобрести практический интерес. [c.9]

Как уже упоминалось в гл. I, расчет теплового потока в области присоединения очень важен, так как именно в этой области он достигает большой величины. Чанг и Вигас [85] предложили приближенный метод расчета теплопередачи в области присоединения сильно охлажденного ламинарного пограничного слоя на тупоносых телах при гиперзвуковых скоростях [86]. Их расчет распределения давления и скорости относится к завихренному течению жидкости. Схемы течения в областях отрыва и присоединения показаны на фиг. 84 и 85. [c.175]

Исследовано влияние сильного охлаждения поверхности тела на характеристики течения в ламинарном пограничном слое на тонком треугольном крыле, обтекаемом гиперзвуковым потоком вязкого совершенного газа на режиме сильного вязконевязкого взаимодействия. Численно исследовано влияние формы поперечного сечения и отношения толщины крыла к толщине вытеснения пограничного слоя на локальные и суммарные аэродинамические характеристики. [c.340]

Рассматривается симметричное обтекание полубе сконечного тонкого треугольного крыла с характерной толщиной т порядка толщины пограничного слоя гиперзвуковым потоком вязкого совершенного газа при нулевом угле атаки. Предполагается, что температура поверхности крыла постоянна и мала по сравнению с температурой торможения набегающего потока и реализуется режим сильного взаимодействия пограничного слоя с внешним невязким гиперзвуковым потоком. Постановка задачи описана в разделе 7.4.1 предьщущего параграфа, поэтому приведем окончательную систему уравнений ламинарного пограничного слоя и граничные, которые принимают следующий вид [c.341]

Вопрос о тепловой защите поверхностей тел, движущихся с гиперзвуковыми скоростями в плотных слоях атмосферы вызвал также появление обширной литературы. В настоящее время уже имеются хорошо разработанные методы расчета ламинарного и турбулентного пограничного слоя при вводе сквозь проницаемую поверхность тела охлаждающего поверхность дополнительного газа, отличного по своим физическим и химическим свойствам от газа, обтекающего тело (Ю. В. Лапин, В. П. Мотулевич, В. П. Мугалев, В. Г. Дорренс, Ф. Дор, Д. Б. Сполдинг). Изучены также вопросы разрушения (абляции) в гиперзвуковых потоках твердых поверхностей, их плавления или непосредственного испарения (сублимации) в зависимости от условий обтекания. Наиболее эффективным методом теплозащиты поверхностей в гиперзвуковых потоках является применение разнообразных покрытий, теория разрушения которых требует рассмотрения сложных систем уравнений динамического, температурного и диффузионного пограничных слоев в смеси газов и, кроме того, уравнений теплопроводности в самом твердом покрытии (В. С. Авдуевский, Н. А. Анфимов, С. В. Иорданский, Г. И. Петров, Ю. В. Полел<аев, Г. А. Тирский, [c.42]

Мы начнем наше исследование с решения задачи о теплопередаче в ламинарном пограничном слое у тела вращения в предположении, что Ье=1, а нагретый слой находится в термодинамическом равновесии и, наконец, что температура поверхности много ниже, чем температура внешнего потока. Для большинства нагретых газовых смесей, представляющих интерес для специалиста в области гиперзвуковой газовой динамики, Ье —1,0, и приближенный подход, основанный на допущении, что Ье = 1, является вполне оправданным. В случае Ье=1 и /е=соп51 уравнения (4.52) и (4.53) имеют вид [c.131]

Сопротивление тел в околозвуковом, сверхзвуковом и гиперзвуковом диапазонах скоростей представляет особую область газовой динамики, которую во вводном курсе осветить невозможно. Поэтому здесь будут приведены лишь некоторые экспериментальные результаты для основных форм обтекаемых тел и некоторые ссылки на более обширные источники информации. Изменение коэффициента сопротивления сфер и цилиндров в зависимости от числа Маха свободного потока в диапазоне от 0,1 до 10 иллюстрируется на рис. 15-29. На этом рисунке показано влияние сжимаемости при числах Рейнольдса как выше, так и ниже того, которое необходимо для перехода в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному. Для чисел Маха больше 0,7 влияние вязкости стаиовится малым, и кривые сливаются. Для сопоставления на рис. 15-30 Л. 14] показаны характеристики сопротивления удлиненной ракеты, корпус которой представляет собой заостренное тело вращения. Это тело имеет очень высокое критическое число Маха (Макр 0,95), и при Ма=3 сила сопротивления, действующая на него, составляет примерно 1/5 от сопротивления сферы с тем же диаметром, что и максимальный диаметр ракеты. Удобообтекаемое с точки зрения дозвукового потока тело, т. е. тело со скругленной передней кромкой, испытывает в сверхзвуковом потоке очень высокие силы сопротивления по сравнению с заостренными телами. [c.428]

В первом томе изложены физическая картина и механизм отрыва потока различных видов, описаны возникающие при этом отрывные течения и характеризуются современные методы изучения отрывов потока. Рассмотрены теоретические методы исследования установившегося и неустановившегося отрыва ламинарного и турбулентного потоков жидкости и газа при обтекании двумерных, осесимметричных и пространственных тел, крыльев, а также при течении в плоских и осесимметричных каналах, диффузорах н т. п. Изложены все основные методы теоретического расчета этрыва пограничного слоя, дана критическая оценка этих методов и проведено сравнение с результатами экспериментов. Описаны случаи отрывов ламинарных потоков, вызванных падением скачка уплотнения при трансзвуковых, сверх- и гиперзвуковых скоростях. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...