Трансзвуковые проблемы

Сопротивление от ударной волны и отрыва потока будет вообще значительно больше, чем сопротивление трения, и вызовет сильное возрастание коэффициента полного сопротивления. Число Маха, при котором происходит это увеличение коэффициента сопротивления, называется критическим числом Маха. Трансзвуковые проблемы будут рассмотрены несколько подробнее в разделах 11 и 12. [c.58]

Трансзвуковые проблемы имеют большое прикладное значение. [c.7]

В последнее время все большее место в научных и прикладных работах занимают проблемы, связанные с движением двухфазных однокомпонентных потоков [18,55]. Их повышенная сжимаемость и некоторые особенности поведения в трансзвуковой области течения, так же как и особенности формирования самой этой области, могут послужить основой для создания принципиально новой технологии транспорта тепла на большие расстояния. [c.119]

Таким образом, создание и эксплуатация турбоустановок на АЭС требует также решения ряда сложных проблем газодинамики двухфазных потоков. К этим проблемам относятся возникновение влаги при дозвуковых и трансзвуковых скоростях течения образование жидких пленок и крупных капель движение влаги в проточных частях турбин и процессы взаимодействия влаги с рабочими лопатками влияние жидкой фазы на основные характеристики проточных частей турбин и влияние концентраций примесей в жидкой фазе на коррозию металла, особенно в зоне Вильсона. Решение этих проблем позволит оптимизировать проточную часть турбин, работающих во влажном паре, повысив их экономичность и надежность. В этой и следующей главах рассматриваются лишь наиболее характерные особенности течения влажного пара в] турбоустановках АЗС и методы удаления влаги в них. Исследования и расчеты турбин АЭС наиболее полно рассмотрены в [7.1—7.3]. [c.265]

Настоящая монография посвящена неодномерным упругопластическим задачам. Сложность этих задач состоит не только в нелинейности уравнений теории пластичности (имеющих место в пластических зонах), но, прежде всего, в том, что форма и размеры пластической области не известны заранее и подлежат определению. Эта проблема родственна задачам трансзвуковой аэродинамики обтекания с местными сверхзвуковыми зонами, однако гораздо сложнее. В книге рассмотрены сдвиг, кручение, плоская деформация, плоское напряженное состояние и некоторые другие вопросы. Даны не только все наиболее значительные аналитические решения, но приведена также сводка некоторых численных результатов в этой области. [c.5]

Проблема трансзвукового потока вызывает много интересных вопросов, которые до сих пор не разрешены ни экспериментально, ни теоретически. Например, остается под вопросом возможность существования решения уравнения, соответствующего установившемуся течению около тела, когда скорость набегающего потока предполагается точно равной скорости звука. Очевидно, что такое решение не может существовать, если поток заключен между параллельными поверхностями. [c.68]

Другой проблемой, имеющей, может быть, более важное практическое значение, является ускоренное или замедленное движение в трансзвуковой области и при скорости звука. В теории несжимаемой жидкости присоединенная масса тела (шляется в известной степени мерой массы воздуха, получившего ускорение вследствие движения тела. Естественно предположить, что этот эффект быстро возрастает, когда скорость приближается к скорости звука. Проблема ускоренного движения имеет разнообразные практические приложения. Она связана, например, с теорией колебания кры- [c.68]

Необходимо остановиться на проблеме полета в трансзвуковой области, когда число Маха близко к единице и изменение давления распространяется со скоростью, близкой к скорости полета. Однако движение от состояния покоя, прежде чем достичь сверхзвуковых условий, проходит через трансзвуковые скорости. [c.79]

Проблемы конструирования сверхзвуковых снарядов и самолетов совершенно различны. Обычно снаряды могут быть конструированы в расчете на сверхзвуковые скорости, которых они достигают весьма быстро. При конструировании сверхзвуковых самолетов требования взлета и посадки усложняют задачу, так как приходится создавать машину для трех областей полета дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой. Если к этому присоединить современные требования устойчивости и управляемости, то становятся очевидными те трудности, которые приходится преодолевать при окончательном согласовании всех условий, предъявляемых к сверхзвуковой машине. [c.80]

Отрыв потока жидкости или газа — одно из многих характерных свойств вязкого течения — весьма ван ное и сложное явление. При отрыве потока происходят потери энергии. При дозвуковой скорости внешнего течения, например течения около летательного аппарата, линия тока отклоняется, сопротивление растет, подъемная сила падает, и образуются обратное течение и застойная зона. В диапазоне трансзвуковых скоростей проблемы управляемости и прочности усложняются из-за отрыва потока. В случае внутреннего течения отрыв может явиться причиной ухудшения коэффициента полезного действия. Оптимальные характеристики различных гидромашин и гидромеханизмов, таких, как вентиляторы, турбины, насосы, компрессоры и т. п., могут быть предсказаны только при правильном понимании явления отрыва потока, так как отрыв происходит как раз перед достижением максимальной нагрузки (или в этот момент). Функционирование простейших и широко распространенных устройств, например кранов домашнего водопровода, также может зависеть от отрыва потока. [c.12]

Дополнительными проблемами, связанными с отрывом, являются управление сверх- и гиперзвуковыми летательными аппаратами и ограничения некоторых характеристик этих аппаратов. Например, на крыле самолета скачок расположен где-то между передней и задней кромками, и отрыв, вызванный скачком уплотнения, влияет на распределение давления по крылу. При трансзвуковом режиме полета отрыв часто превращает плавное и постепенное нарастание давления по крылу в чрезвычайно возмущенное распределение со значительными пульсациями, вызывающими тряску аппарата или сильные изменения его устойчивости и управляемости. При сверхзвуковых скоростях скачок уплотнения перемещается по направлению к задней кромке, приобретая наклон относительно направления потока таким образом, хотя скачок слабый, при больших углах атаки все еще возможен отрыв. [c.230]

Возникновение нестационарного режима обтекания каверн стационарным набегающим потоком связано с проявлением неустойчивости турбулентного слоя смешения и конечности времени распространения возмущения в возвратно-циркуляционной зоне [1-3]. Флуктуации параметров течения определяются двумя различными физическими факторами турбулентностью и волновыми процессами (акустическими колебаниями). Практический интерес к данной проблеме объясняется высоким уровнем возникающего акустического излучения, достигающего на трансзвуковых режимах более 150 дБ при частотах колебаний порядка 100 Гц [4]. Исследования особенно актуальны в случае установки в обтекаемой полости оборудования, на работоспособности которого пульсации течения сказываются крайне неблагоприятным образом. Изучение нестационарного обтекания каверн проводится не только экспериментально и теоретически [1], но все чаще путем численного решения уравнений движения сжимаемого газа [2-4]. [c.79]

Когда число Маха потока достигает критического значения, появляются скачки уплотнения, и расчет действительных параметров потока становится чрезвычайно трудным. Однако серьезные расхождения между теорией и экспериментом не всегда свидетельствуют о том, что теория несовершенна. В гл. 4 отмечалось, что испытания трансзвуковых решеток сопряжены с большими трудностями, которые непосредственно влияют на измерения распределений давления, углов поворота потока и потерь. Наиболее сложные проблемы возникают при измерении полей потока на входе в компрессорную решетку и на выходе из турбинной. [c.305]

Результаты измерений поля высокоскоростного потока во вращающихся решетках получены в основном при исследовании трансзвуковых компрессоров. Измерения поля потока в проточной части турбомашины осложняются проблемами препарирования лопаток. Наличие высоких напряжений во вращающихся лопатках при больших частотах вращения не позволяет просверливать в них измерительные отверстия. Поэтому измерения давления осуществляются с помощью тонких датчиков, установленных на поверхности лопаток, и скользящих колец. На не-бандажированных рабочих колесах давление измеряется также датчиками, устанавливаемыми на корпусе турбомашины. За последнее время достигнут значительный прогресс в использовании лазерной анемометрии для траверсирования поля потока в различных сечениях по высоте проточной части. [c.310]

При изучении стационарных течений вязкоупругих жидкостей возникает аналог трансзвуковой проблемы аэродинамики, поскольку уравнение дтя завихренности может изменять тип. Обзор лтературы по этой задаче имеегся в [88]. Эффект переходного течения наблюдается при наличии точечного стока в пространстве и в движениях, возмущаемых твердыми телами в канале с волнообразными стенками, при быстром течении жидкостей в отверстиях, на входе в плоскую трубу. Для плоского течения типа Куэтга вопрос изучался в [93]. [c.56]

Трансзвуковая проблема представляет собой комбинацию нерешенных задач ударных волн и пограничного слоя. Ответом инженера на это является стреловидное и треугольное крыло. Действительно, стреловидность увеличивает критическое число Ма. ха при достаточно большой стреловидности и малой относительной толщине крыла критическое число Маха может возрасти до сверхзвуковых значений, при которых снова произойдет возмущение потока. Однако известное для обыкновенных крыльев явление интенсивного прямого скачка и связанное с ним возмущение пограничного слоя в случае стреловидного крыла заменяется весьма ослабдениымн возмущениями. Существенным с точки зрения инженера является то обстоятельство, что при большой стреловидности область критических чисел Маха, вообще говоря, лежит вне части трубы, наиболее подверженной явлениям запирания таким образом, для исследований могут быть применимы лабораторные методы, а более дорогие и длительные полетные методы [c.76]

Среди многих нерешенных задач проблема турбулентного пограничного слоя представляется одной из наибо.иее трудных. Карман отметил, что проблемы турбулентного пограничного слоя н турбулентного отрыва не решены даже для несжимаемого потока. Что касается ударной волны, или, в первом приближении, весьма большого обратного градиента давления (теоретически бесконечно, го), то большое значение в решения трансзвуковых и сверхзвуковых течений будет иметь исследования пограничного слоя в дозвуковой области. Для получения решения достаточно быстро в силу сложности проблемы трубулентного пограничного слоя, может быть, даже желательно избежать усложнений, вызываеАшх ударной волной в большинстве основных исследований. [c.76]

Проблемы сверхзвуковой аэродинамики представляются более ясными, чем аналогичные проблемы трансзвуковой аэродинамики. Некоторые теоретические и экспериментальные работы в этой области проделаны, однако результаты во многих пока не совпадают. Такие приемы, как использование стреловидности, треугольнне крылья и управление пограничным слоем, могут быть полезны для преодоления трудностей, однако надежные теоретические н 9кспериме тальные результаты необходимы для безопасного управляемого полета при преодолении трансзвуковой области. Весьма возможно, что трудности полета через трансзвуковую область не будут иметь такого значения при соответствующем знании соот ношений размеров самолета. [c.80]

Сборник включает сокращенные варианты опубликованных в 1950-2000 гг. статей, содержащих результаты исследований ученых лаборатории Газовой динамики ЦИАМ. В первом томе рассмотрены квазиодномерные модели проблемы пограничного слоя и его отрыва гиперзвуковые течения оптимальное профилирование аэродинамических форм и газодинамических подшипников устойчивость течений в каналах, их аэроакустика, взаимодействие решеток и венцов, нестационарное сжатие газа. Во втором томе рассмотрены течения с детонационными волнами численные методы трансзвуковые течения турбулентные струи теория и модели турбулентности двухфазные течения МГД течения электрогазодинамические турбулентные течения в каналах и струях коронный разряд в потоке газа бесконтактная электростатическая диагностика. Сборник будет интересен тем, кого волнует прошлое, настоящее и будущее газовой динамики. [c.4]

В монографии изложены результаты иееледований в облаети теоретической и вычислительной трансзвуковой аэродинамики. Помимо общих вопросов трансзвуковой теории рассматриваются следующие проблемы фундаментально-прикладного характера трансзвуковое вихревое течение за отошедшей ударной волной образование и свойства висячих скачков уплотнения обтекание профиля крыла при больших дозвуковых скоростях полета, в частности, профилирование докритического крыла профилирование сопла Лаваля в корректной постановке и прямая задача сопла струйное трансзвуковое обтекание теория осесимметричных трансзвуковых течений некоторые вопросы, актуальные для пространственных течений. [c.2]

Современное состояние теории линейных уравнений смешанного типа и вырождающихся эллиптических и гиперболических уравнений представлено в монографиях [92, 93, 20]. Движение идеального газа описывается квазилинейными уравнениями смешанного типа. Использование теории линейных уравнений для изучения свойств трансзвуковых течений оправдано тем, что каждое решение нелинейного уравнения принадлежит множеству решений некоторого линейного уравнениями, значит, свойства трансзвуковых течений принадлежат совокупности свойств решений линейных уравнений. В связи с этим ряд теорем теории линейных уравнений может быть выражен в терминах аэрогазодинамики. Однако при такой интерпретации могут возникать трудности при формулировке условий реализации свойств, классифицируемых по типам линейных уравнений. Линейное уравнение Чаплыгина в плоскости годографа скорости и его упрощенный вариант — уравнение Трикоми — стали первыми и наиболее полно разработанными объектами теории. Следует все же отметить, что большинство полученных математических результатов имеют пока лишь ограниченное или косвенное приложение в трансзвуковой аэродинамике. Это связано с тем, что области определения считаются заданными и, следовательно, рассматриваемые задачи могут иметь отношение лишь к проблеме профилирования контура тела. В то же время одна из главных задач аэродинамики — прямая задача внешнего или внутреннего обтекания тела заданной формы, формулируемая в плоскости годографа как задача со свободной границей, остается мало обоснованной. [c.49]

Принципиально важен вопрос о предполагаемой степени гладкости искомого решения. Дело в том, что при достижении пластического состояния вначале в одной точке дальнейшее развитие пластических деформаций может происходить иЛи непрерывно с образованием трехмерных зон, или же с образованием линий разрыва воз-люжно также развитие пластических деформащш цедиком вдоль некоторых поверхностей разрыва. Аналогичная проблема возникает в трансзвуковой аэродинамике при решении вопроса о возникновении скачка в местной сверхзвуковой зоне. Сколько-нибудь однозначного ответа на этот вопрос в настояш,ее время не имеется, поэтому при выборе подходящей структуры решения следует руководствоваться опытными данными. Далее, в этой книге точные искомые решения предполагаются непрерывными в напряжениях, деформациях и смещениях всюду в упругой и пластической зонах. Решения с пластическими линиями разрыва, которые также приведены в нескольких случаях, являются приближенными. [c.15]

Все трудности продувки решеток при малых скоростях потока сохраняются и в случае больших скоростей кроме того, появляются новые трудности. Вследствие этого стоимость таких продувок повышается. Тем не менее они экономически оправданы, поскольку в условиях трансзвуковых течений при наличии зон дозвукового и сверхзвукового потоков проблемы облопачи-вания турбомашин оказались значительно сложнее, чем ожидалось. [c.100]

До некоторой степени аналогичная проблема возникла при разработке двигателя ЛТ90. И здесь было решено использовать компрессор высокого давления со ступенями, проточная часть которых имела наклонные внутрь стенки [9,64], Компрессорные лопатки первоначальной конструкции имели, по существу, скольжение вперед относительно натекающего на них потока (рис, 9,16), В результате этого оторвавшийся пограничный слой смещался в область корневого сечения лопатки и возможность нагружения лопаток существенно снижалась из-за скольжения. В такой ситуации, когда трансзвуковые скорости потока отсутствуют, скольжение лопаток только ухудшало характеристики решетки. Замена лопаток со скольжением на так называемые [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...