Неустановившиеся пограничные слои

Неустановившиеся пограничные слои. До сих пор рассматривались пограничные слои установившихся потоков. Хотя они включают большинство практически интересных случаев, развитие пограничного слоя вдоль поверхности, движущейся с ускорением по отношению к жидкости, также важно, так как отделение или отрыв при ускорении может произойти раньше, чем при установившемся движении с той же средней скоростью. [c.314]

Специальный вид отрыва неустановившегося ламинарного потока от движущейся стенки, который может возникать на лопатках компрессоров, был исследован авторами работ [12, 13] на примере двумерного вращающегося цилиндра диаметром 10 см (максимальное число оборотов 2000 об/мин). Цилиндр помещен в свободный поток, скорость которого менее 9 м/с. Чтобы имитировать характер изменения давления, соответствующий обтеканию крылового профиля, вращающийся цилиндр был экранирован. Важным в данном случае свойством срыва потока является присутствие неустановившегося пограничного слоя, в котором точка отрыва движется относительно стенки. Определенная нестационарность существует в пограничном слое во всех угловых положениях с отрицательным Г/м , где Г — составляющая скорости, перпендикулярная к направлению и причем направление к поверхности цилиндра принимается отрицательным. Эта нестационарность постепенно возрастает с увеличением угла, но ни в одном угловом положении не существует заметного скачка в величине пульсации скорости. Такой скачок мог бы указывать на отрыв потока. Отрыв неустановившегося потока такого типа отличается от отрыва установившегося потока, [c.223]

Для турбулизированных пристеночных течений введение дополнительных эмпирических функций в коэффициенты модельных уравнений позволило получить согласованные численные результаты с экспериментальными данными [14-16] для описания переходной структуры потока в пограничном слое при изменении от малых до больших значений локальных турбулентных чисел Рейнольдса. Возможность использования модифицированной квазистационарной модели при высокой интенсивности турбулентности и гармонических колебаниях скорости внешнего потока для расчета характеристик течения неустановившегося пограничного слоя на плоской пластине показана в [17]. [c.83]

Турбулентное течение — форма течения жидкости или газа, при которой отдельные макрочастицы совершают неупорядоченное, неустановившееся движение по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущейся жидкости. В условиях турбулентного течения в пограничном слое интенсивность конвективного теплообмена оказывается существенно выше, а эффект уменьшения теплового потока при вдуве охладителя через проницаемую стенку намного ниже, чем в ламинарном пограничном слое (см. гл. 2 и 4). [c.373]

Если процесс неустановившийся и в гидродинамическом отношении, то параллельно с формированием теплового пограничного слоя происходит формирование и гидродинамического слоя. [c.240]

Для изучения распространения ударной волны и получения некоторых ее характеристик представляет интерес исследование развития пограничного слоя при внезапном возникновении движения. С этой целью в качестве экспериментальной установки была применена так называемая ударная аэродинамическая труба. В настоящей статье описаны экспериментальные исследования некоторых неустановившихся кратковременных процессов в пограничном слое. Одним из таких процессов является развитие пограничного слоя на стенках ударной трубы. Этот процесс представляет интерес, поскольку в нем выявляется причина отклонения потока от идеального, который согласно теории невязкого потока описывается разрывной (ступенчатой) функцией. Другая задача связана с рассмотрением процесса развития пограничного слоя до достижения им установившегося состояния на моделях, укрепленных внутри ударной трубы. Это явление представляет особый интерес для изучения кратковременных неустановившихся и установившихся потоков, обтекающих модели, поскольку распределение давления на моделях зависит от состояния пограничного слоя. [c.229]

Изучено пространственное течение вблизи точки разветвления и в других более общих слу чаях распределения скорости вне пограничного слоя. Найдены также решения ряда специальных задач, связанных с вращением обтекаемых тел бесконечной одиночной лопасти, снаряда и диска, а также рассмотрены некоторые простейшие задачи неустановившегося движения. [c.442]

При отрыве пограничного слоя от поверхности тела течение обычно становится неустановившимся. С поверхности тела периодически сбегают вихри, попеременно образующиеся то на одной, то на другой стороне тела. Ввиду этого точки отрыва периодически перемещаются по поверхности, а давление на кормовой части тела пульсирует. [c.184]

Отрыв установившегося потока как наиболее простой тип течения исследован гораздо шире по сравнению с отрывом неустановившегося потока. Неустановившееся течение в пограничном слое может быть обусловлено перемеш ением границ с переменной скоростью или пульсациями в основном потоке. Известно, что отрыв потока сам по себе порождает неустановившийся характер течения, а неустановившийся отрыв в общем случае является самовозбуждающимся. [c.210]

Периодическое течение может быть вызвано периодическим движением жидкости около тела, находящегося в состоянии покоя, или наоборот, и в обоих случаях пограничный слой также будет неустановившимся. Известно, что на положение отрыва ламинарного пограничного слоя влияют внешние пульсации и что точка отрыва колеблется. Однако большей информацией об отрыве потока при периодическом движении автор не располагает. [c.213]

Многочисленные и исключительные по своему значению исследования в области теории крыла и винта, теории сопротивления и пограничного слоя, флаттера и неустановившегося движения, проблемы аэродинамики больших скоростей и др. выросли из непосредственных запросов советской авиационной промышленности. [c.19]

Таким образом, из трех уравнений системы (10. 1) остаются два уравнения с двумя неизвестными и о.у, так как давление р х, 1) может быть заранее определено. Эта система дифференциальных уравнений пограничного слоя для плоского неустановившегося движения имеет следующий вид [c.245]

При рассмотрении неустановившегося течения в пограничном слое следует, очевидно, учесть и начальные условия, определяющие распределение скоростей и температуры в некоторый начальный момент времени. [c.501]

Как отмечалось выше, достаточная точность измерения скорости метаболизма в сочетании с прямым измерением соответствующих параметров, а именно массы рыбы, длины скорости плавания, частоты и длины волны биений ее хвоста не только позволила нам выполнить исследование подобия но также дает ценную информацию о коэффициенте сопро тивления. Эта информация, как оказывается, содержит кос венные сведения как о виде функциональной зависимости коэффициента сопротивления Со от числа Рейнольдса Re, так и о порядке его величины. Это в свою очередь может пролить свет на то, происходит ли в пограничном слое переход от ламинарного режима течения к турбулентному и возможен ли отрыв потока в режиме неустановившегося течения. Получение такой информации прямыми измерениями [c.107]

Некоторые очень важные разделы гидромеханики и механики твердых тел не включены в этот курс, так как, кроме общего курса механики сплошной среды, имеются дополнительные специальные курсы и другие книги, где более подробно развиваются соответствующие теории. Это относится, например, к теории плоскопараллельных движений жидкости и газа, к теории неустановившихся движений газа, к теории волн на поверхности тяжелой жидкости к более детальной теории размерности и подобия в механике, к теории пограничного слоя и турбулентности, к подробной теории пластичности и ползучести и к многому другому. [c.8]

Примерами математического моделирования являются исследование движения грунтовых вод методом электрогидродинамических аналогий (ЭГДА), исследования и расчеты турбулентных свободных пограничных слоев, струй и следов (см. гл. 14), стратифицированных течений (см. гл. 15), неустановившихся течений в руслах и сооружениях (см. гл. 17), [c.314]

Основные уравнения неустановившегося пограничного слоя те же самые, что и для установившегося, за исключением добавочного члена, содержащего didt в уравнении количества движения и в уравнении Бернулли. [c.213]

Н. С. Ерохин, А. К. Некрасов. ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ — форма течения жидкости или газа, при к-рой вследствие наличия в течении много-числ. вихрей разл. размеров жидкие частицы совершают хаотич. неустановившиеся движения по сложным траекториям (см. Турбулентность), в противоположность ламинарным течениям с гладкими квазипараллельными траекториями частиц. Т. т. наблюдаются при определ. условиях (при достаточно больших Рейнольдса числах) в трубах, каналах, пограничных слоях около поверхностей движущихся относительно жидкости или газа твёрдых тел, в следах за такими телами, струях, зонах перемешивания между потоками разной скорости, а также в разнообразных природных условиях. [c.177]

Задачи вязкого течения жидкостей и газов в пограничном слое при внешнем обтекании тел. Этот класс объединяет все задачи ламинарного и турбулентного, стационарного и нестационарного режимов течения однородных и миогокомионентных газов и жидкостей при свободном и вынужденном обтекании плоских и пространственных тел с произвольным распределением скоростей в потенциальном или завихренном потоке при произвольных условиях на границах и на поверхностях разрывов, Задачи данного класса описываются системой дифференциальных уравнений параболического типа, содержащей по крайней мере одну одностороннюю пространственную или временную координату, вдоль которой протекающий процесс зависит только от условий на одной из границ рассматриваемой области. Например, для задач теплообмена при неустановившемся ламинарном или турбулентном двумерном движении однородного газа система, состоящая из уравнений неразрывности движения и энергии, имеет вид [c.184]

В гидро- и аэромеханике больше всего усилий потребовала теория крыла и винта самолета в связи с переходом к исследованию неустановившихся движений и к учету сжимаемости. Приближение скоростей в авиации к звуковым, а также задачи баллистики выдвинули столько новых вопросов, что в особую дисциплину выделилась газовая динамика. Многочисленные работы были посвящены теории пограничного слоя. Широко разрабатывалась теория волн (ранее представленная только работами Остроградского и Жуковского), включая теорию волпомо-го сопротивления. Были новыми и имели фундаментальное значение исследования по теории турбулентности с применением вероятностных методов. Теория фильтрации именно в трудах советских механиков этого периода из инженерной дисциплины, составлявшей одну из глав гидравлики, превратилась в отдел гидродинамики. Также новаторскими были исследования но динамике смесей жидкостей и газов — здесь мы переходим в область неньютоновых жидкостей. [c.292]

Для неустановившегося движения и dpjdx Q будем считать, что течение вне пограничного слоя удовлетворяет уравнению (8-17). Подставляя выражение (8-17) в уравнение (8-7), интегрируя и используя определения толщин вытеснения и потери импульса б и 0, получаем [c.183]

В качестве первою примера образования поверхности разрыва прИ неустановившемся течении рассмотрим обтекание острого угла Гплоскаи проблема) и проследим расположение линий тока этого течения. В первый момент после возникновения течение будет почти потенциальным (фиг. 154). Затем, с накоплением массы жидкости в пограничном слое, примыкающем к телу, вблизи вершины угла образуется состояние,, показанное на фиг. 155. Дальнейшее изменение спектра линий тока показано на фиг. 156 и 157. Около вершины угла происходит встреча, слияние частей жидкости с разными скоростями. По обе стороны отходящей от вершины угла поверхности раздела течение — потенциальное. [c.190]

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]

В ряде задач метод интегральных соотношений позволил получить хорошие результаты при небольшом числе приближений и даже в первом приближении. Для этого важное значение имел выбор априорно задаваемой части решения, основанный на использовании дополнительных сведений об искомом решении (примерами могут служить метод Кочина-Лойцянского в теории пограничного слоя [2] и метод автора для расчета одномерных неустановившихся течений газа с сильными ударными волнами [3]). Применение быстродействуюш их вычислительных машин дает возможность эффективно находить достаточно высокие приближения в методе интегральных соотношений и тем самым позволяет ослабить требования к выбору априорно задаваемой части решения и формы исходных уравнений. Однако пользование высокими приближениями затрудняет качественный анализ [c.321]

Дальнейшее теоретическое исследование течения в рабочем колесе центробежной ступени приводит к сложной задаче определения трехмерного неустановившегося течения в пространственной круговой решетке конечной ширины с учетом формы переднего и заднего дисков колеса. Решение этой задачи приводится в работах С. В. Валландера (1958), Г. Ю. Степанова (1962), А. Ф. Макарова (1967), Я. А. Сироткина (1959, 1967) и др. К числу нерешенных на сегодняшний день вопросов следует также отнести вопрос о расчете пограничного слоя, образующегося ва лопастях пространственной круговой вращающейся решетке рабочего колеса. [c.852]

ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ (от лат. turbulentus — бурный, беспорядочный), форма течения жидкости или газа, при к-рой их элементы совершают неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями жидкости или газа (см. Турбулентность). Наиболее детально изучены Т. т. в трубах, каналах, пограничных слоях около обтекаемых жидкостью или газом тв. тел, а также т. н. свободные Т. т.— струи, следы за движущимися относительно жид- [c.769]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...