Нестационарное обтекание тел

В газовой динамике имеют место все типы задач математической физики задача Коши, краевые задачи, смешанные краевые задачи (или нестационарные краевые задачи). Например, при нестационарном обтекании тел или нестационарном движении газа в каналах возникает смешанная краевая задача. Обе эти задачи при стационарном дозвуковом течении являются краевыми, а при сверхзвуковом стационарном течении-—задачами Коши. [c.49]

Задача нестационарного обтекания тела сводится, как известно, к решению квазилинейной системы газодинамических уравнений с граничными условиями на теле и ударной волне. [c.48]

Следующим шагом в развитии теоретического исследования нестационарного обтекания тел различной формы является линейная теория тел конечной толщины. [c.68]

Сформулируем еще закон подобия для нестационарного обтекания тела. Пусть теперь в том же потоке тело изменяет свою форму или положение по закону [c.122]

Учет инерциальных сил довольно сложен в общем случае пространственного нестационарного обтекания тела, так как при подсчете массы газа в данном сечении возмущенного слоя и распределения продольных скоростей в нем необходимо следить за траекториями частиц, зависящими, по крайней мере, от двух переменных координат и времени. Поэтому ограничимся формулой Ньютона, основанной на тождественном переносе давления с ударной волны на тело (формы последних совпадают при ko—>a). Если тело обтекается стационарным потоком со скоро- [c.159]

Таким образом, закон плоских сечений для нестационарного обтекания тел позволяет заменить решение исходной задачи совокупностью решений задач меньшей размерности. Потребное [c.230]

Однако структура потока типа вихревой дорожки существует в относительно узком диапазоне чисел Re. При увеличении Re картина течения в следе изменяется. Тем не менее дальнейшее развитие теории идеальной жидкости и применение вычислительной техники позволили достаточно надежно рассчитывать не только сопротивление давления при обтекании простейших цилиндрических тел, но решать гораздо более трудные задачи (например, нестационарные обтекания крыловых поверхностей сложных конфигураций [2]). [c.394]

При изучении кинематики жидкости очень важно уметь находить уравнения семейств линий тока и траектории жидких частиц, положение точек разветвления потока и т. п., что необходимо для установления особенностей обтекания тел различных конфигурации. Поэтому в настоящей главе большое внимание уделено рассмотрению таких вопросов и задач, которые позволят освоить методы исследования стационарных и нестационарных течений жидкости, представить их кинематический характер, найти уравнения линий тока и траектории жидких частиц для различных видов движения. [c.40]

При гиперзвуковых скоростях обтекания можно свести двумерную задачу обтекания тонкого тела к автомодельной одномерной задаче о сильном взрыве. Из анализа уравнений и теории подобия следует, что обтекание тела происходит так, как будто в каждом слое независимо от других имеет место вытеснение газа непроницаемым подвижным поршнем в направлении,, перпендикулярном движению тела, т. е. решение стационарной задачи аналогично решению некоторой нестационарной задачи с соответствующими заменами переменных. Эту теорию называют нестационарной аналогией, а соответствующий метод расчета — законом плоских сечений. [c.63]

Исследование гидродинамических сил, действующих на тело при нестационарном обтекании с отрывом струй, имеет практическое значение его результаты необходимы для различных инженерных расчетов, в частности при проектировании конструкций быстроходных судов. [c.166]

Интенсификация теплообмена в колеблющихся потоках возникает также и при внешнем обтекании поверхностей тела высокоскоростным потоком газа. При обтекании тела высокоскоростным потоком газа впереди него возникает ударная волна, которая может стать источником интенсивных колебаний. Отрывное обтекание поверхностей всегда сопровождается колебаниями потока, источниками которых являются образующиеся вихри. Образование вихрей по существу нестационарный процесс. [c.4]

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТНОЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ НЕОГРАНИЧЕННОГО ПОТОКА НА КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛ [c.252]

ВЛИЯНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ НА КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ В ОБЛАСТИ ВЕСЬМА МАЛЫХ ЧИСЕЛ РЕЙНОЛЬДСА [c.54]

При внешнем обтекании тел для определения значений q (х) используют различного рода температурные или калориметрические вставки, размещаемые в обтекаемом теле. В опытах регистрируют изменение во времени их температуры (обычно в двух точках). Значения (г) находят расчетным путем с использованием формул для нестационарной теплопроводности. В экспериментах, длительность которых исчисляется долями секунды, в качестве датчиков теплового потока используют тонкие пленки из платиновых сплавов, впекаемые в модель тела из теплоизоляционного материала (подложку) [21, 53]. Картину мгновенного распределения тепловых потоков по поверхности тела сложной формы можно получить с использованием термоиндикаторных покрытий (см. п. 6.2.2), выявляющих распределение температуры по поверхности тела. Искомые тепловые потоки определяются путем решения уравнения нестационарной теплопроводности. [c.395]

При обтекании тела жидкостью возникают сила лобового сопротивления и подъемная сила, которые являются двумя составляющими результирующей динамической силы, действующей на тело со стороны жидкости. Силой лобового сопротивления (или сопротивлением движению) называют составляющую результирующей силы в направлении относительного движения жидкости перед телом, а подъемной силой — составляющую, перпендикулярную этому направлению. Различные аспекты теории сопротивления движению тел в жидкости уже были рассмотрены в предыдущих главах, где основное внимание уделялось таким задачам, которые могут быть исследованы аналитически. Основная цель этой главы состоит в том, чтобы пополнить приведенные выше сведения о сопротивлении при движении тел в жидкости, в частности, для ряда важных случаев, не поддающихся аналитическому рещению. Читатель получит также некоторое представление об обширной экспериментальной информации по аэродинамическим и гидродинамическим силам, действующим на симметричные и несимметричные тела. Будут рассмотрены некоторые эффекты, связанные с наличием поверхностей раздела и со сжимаемостью, а также нестационарные задачи. [c.391]

Головкин М. А., О расчете нестационарного обтекания трехмерных тел. — В сб. Проблемы проектирования современных вертолетов. — М. Изд- во МАИ, 1979. [c.1002]

В.Н. Сиренко (1983 г.) бьши проведены для определения стационарных и нестационарных аэродинамических характеристик осесимметричных тел с подвижными (за счет толщины пограничного слоя) поверхностями и наконечниками метеорной формы. Бьши получены решения для конических тел, колеблющихся в сверхзвуковом потоке при больших углах атаки вплоть до разрушения стационарного конического течения. Необходимо также отметить предложенный В.В. Луневым (1968 г.) метод искривленных тел, позволяющий в рамках метода плоских сечений свести задачу о нестационарном обтекании колеблющихся тел к серии стационарных задач. [c.6]

Таким образом, нестационарная задача обтекания тела свелась к решению ряда стационарных задач обтекания некоторых других тел, которые называем искривленными. Форма искривленных тел зависит от выбора параметра [c.53]

Величины uq, bo в (4.27) можно опустить, так как они не оказывают влияния на решение. Они необходимы только для пространственно-временного соответствия задачи нестационарного движения тела и задачи стационарного обтекания искривленных тел. Для нестационарного обтекания осесимметричного тела ri = ri xi) формула искривленного тела имеет вид [c.53]

Выражения (4.33 4.34) позволяют определять любые необходимые нестационарные интегральные характеристики обтекания тела. [c.55]

Первые три величины являются известными параметрами подобия при обтекании тонких тел гиперзвуковым потоком газа под большими углами атаки, полученными В. В. Сычевым. Последние определяют подобие нестационарного движения тела. [c.57]

В ее основе лежат предположения о малости изменений угла атаки и скорости перемещения точек поверхности тела по сравнению со скоростью набегающего потока. Это позволяет задачу о распространении нестационарных возмущений решать с помощью линеаризации по амплитуде колебаний. При этом основное поле, соответствующее стационарному обтеканию тела под некоторым средним углом атаки, определяется решением нелинейной системы дифференциальных уравнений газовой динамики. [c.68]

В работе [6] в рамках линейной теории обтекания тел конечной толщины рассмотрена задача о сверхзвуковом обтекании конуса, совершающего медленные колебания малой амплитуды вокруг центра, расположенного на оси симметрии. Из перечисленных выше факторов, связанных с конечностью толщины тела, в данном решении учитьшается распространение нестационарных потенциальных возмущений в неоднородном поле и их взаимодействие со скачком уплотнения. [c.69]

Таким образом решение общей нестационарной задачи сводится к интегрированию нелинейной системы дифференциальных уравнений стационарного обтекания тела и связанных между собой двух линейных систем дифференциальных уравнений в частных производных с переменными коэффициентами для возмущений, находящихся в фазе с а и а, при соответствующих граничных условиях на теле и соотношениях на скачке уплотнения. В общем случае все три системы уравнений трехмерные. Если рассматривать медленные колебания ujL/Voo <-< 1), когда вели- [c.74]

Результаты расчетов нестационарного обтекания круговых конусов обработаны в критериях подобия, которые в соответствии с гиперзвуковой теорией тонких тел для малых углов атаки при одинаковых значениях показателя адиабаты 7 имеют вид [c.97]

Влияние вязких эффектов на нестационарные аэродинамические характеристики затупленных тел проявляется через коэффициенты поверхностного трения и вязкого гиперзвукового взаимодействия, связанные с толщиной вытеснения пограничного слоя 5. При колебательном характере обтекания тела эти функции могут быть представлены в виде [c.159]

Такое математическое исследование устойчивости, однако, крайне сложно. До настоящего времени не разработан теоретически вопрос об устойчивости стационарного обтекания тел конечных размеров. Нет сомнения в том, что при достаточно малых числах Рейнольдса стационарное обтекание устойчиво. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при увеличении R достигается в конце концов определенное его значение (которое называют критическим, R, p), начиная с которого движение становится неустойчивым, так что при достаточно больших числах Рейнольдса (R > Ккр) стационарное обтекание твердых тел вообще невозможно. Критическое значение числа Рей нольдса не является, ралумсстся, универсальным для каждого типа движения существует свое Ккр. Эти значения, по-видимому,— порядка нескольких десятков (так, при поперечном обтекании цилиндра незатухающее нестационарное двгжеиие наблюдалось уже при R — udjy -х. 30, где —диаметр цилиндра). [c.138]

Во многих даже простых случаях, несмотря на выпадение ряда критериев подобия, всем условиям подобия полностью удовлетворить не удается. Рассмотрим, наиримгр, нестационарное обтекание однородным нереагирующим вязким газом двух тел с геометрическим подобием. В этом случае условия подобия имеют вид [c.197]

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]

При обтекании тела со скругленными кромками идеальной жидкостью на теле имеются две точки (критические точки), в которых скорость равна нулю, а давление достигает максимального значения. Следовательно, при движении жидкости вдоль поверхности тела давление сначала падает, а затем вновь возрастает, т. е. при обтекании тела обязательно возникают диффузорные участки р1йх > 0). При обтекании тела реальной, т. е. вязкой, жидкос-стью в диффузорной области в той или иной точке может возникнуть отрыв пограничного слоя от твердой стенки. Отрыв обычно приводит к нежелательным последствиям возрастанию сопротивления и появлению нестационарных аэродпнамических сил, вызывающих вибрацию конструкции. В связи с этим большое практическое значение имеет оценка возможности безотрывного обтекания и установление режимов, при которых появляется отрыв. [c.181]

В середине 1950-х гг. Г. Г. Черный создал асимптотический метод интегрирования уравнений газовой динамики применительно к гиперзвуковым течениям с сильными ударными волнами. И тогда, и много позже, пока компьютеры и численные методы не достигли должного совершенства, этот метод оказался широко востребован. Во всем мире он вызвал появление обширной литературы, насчитыва-югцей сотни работ. Все основные качественные результаты теории гиперзвукового обтекания тел, подтвержденные затем результатами вычислительной газовой динамики, первоначально были получены методом Г. Г. Черного. Этим методом, с привлечением нестационарной аналогии, Г. Г. Черный исследовал особенности гиперзвукового обтекания тел с малым затуплением. Найденные им параметры подобия в настоягцее время считаются универсальными. Выполненное Г. Г. Черным исследование пространственного обтекания крыльев позволило ему дать полную классификацию возможных режимов гиперзвукового обтекания треугольных крыльев на больших углах атаки. [c.10]

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]

Даже упрощенная картина дугового разряда, движущегося под действием магнитного поля, демонстрирует сложность рассматриваемого явления. При этом не учитывается нестационарность обтекания проводящего канала, связанная с вихрями (дорожками Кармана), образующимися в отрывных зонах за плохообтекаемым телом, которое представляет собой движущийся проводящий канал. Обычно вихри за плохообтекаемыми телами мало влияют на траекторию движения тела ввиду значительной инерционности самого тела. Обтекаемый канал электрической дуги, движущейся под действием магнитного поля, имеет незначительную инерционность, поэтому сход вихрей приводит к поперечным перемещениям и нерав1юмерному продольному движению отдельных участков канала. Это вызывает существенные колебания параметров, изменяется длина дуги, и напряжение колеблется в диапазоне 15 % с частотой, близкой к частоте схода вихрей за ци- [c.67]

Это позволяет в рамках приближенных теорий (закон плоских сечений или нестационарной аналогии) сводить задачу трехмерного (в общем случае) стационарного обтекания тонкого тела к двумерной нестационарной. Эти идеи были положены в основу создания метода искривленных тел в задачах о нестационарном обтекании тонких тел гиперзвуковом потоком. Метод искривленных тел заключается в замене нестационарного обтекания какого-либо тела стационарным обтеканием другого тела, полученного из первоначального соответствующим искривлением его формы. Впервые этот метод предложен профессором В. П. Ветчинкиным и использован в работе Г. А. Гуржиенко. В дальнейшем этот метод распространен на случай обтекания тонких тел под большими углами атаки, предложен метод расчета не стационарных аэродинамических характеристик с учетом реальных свойств воздуха и произвольных форм носка. [c.46]

Предполагаем безотрывность обтекания тела при нестационарном его движении. Тогда граничным условием на теле является условие непротека-ния [c.48]

Метод искривленных тел заключается в замене не стационарного обтекания какого-либо тела стационарным обтеканием других тел, полученных из первоначального соответствуюпщм искривлением его оси. Этот метод имеет строгое обоснование для гиперзвукового произвольного нестационарного обтекания тонких заостренных тел в рамках закона плоских сечений, а с использованием гиперзвуковых приближений он распространяется и на тонкие притупленные тела. [c.58]

Наиболее полно разработаны методы расчета, основанные на линейной теории сверхзвукового обтекания тонких тел. В основу этой теории положены предположения о том, что форма тела и характер его движения в сверхзвуковом потоке обеспечивают малость возмущений, т. е. малое отличие всех газодинамических параметров в возмущенной области течения от значений этих параметров в набегающем равномерном потоке. Из всех работ, посвященных линейной теории нестационарного сверхзвукового обтекания тел, следует упомянуть две монографии [1, 2]. Первая книга содержит ряд фундаментальных результатов, позволяющих разработать методы расчета нестационарного сверхзвукового обтекания тонкого крьша произвольной формы. Во второй книге дано систематическое изложение теории нестащюнарного сверхзвукового обтекания тонких тел различной формы. Следует также отметить большую и очень полезную работу, выполненную под руководством С. М. Белоцерковского, при создании атласа стационарных и нестационарных аэродинамических характеристик крыльев различной формы в плане [3]. [c.68]

Таким образом линейная теория нестационарного сверхзвукового обтекания тел конечной толпщны учитьшает конечность возмущений, вызываемых телом в потоке, взаимодействие не стационарных возмущений с основным полем, завихренность основного поля и возмущений, отражение возмущений от скачка уплотнения. Учет всех этих факторов делает данную теорию применимой вплоть до чисел М -ч со. [c.68]

Расчеты проводились для тел различной формы сферы, эллипсоидов вращения, сегментальных тел с аналитическим скруглением, эллиптических профилей и составных цилиндро-конических тел большого удлинения. Для выяснения точности определения параметров а и задач были проведены специальные расчеты нестационарного обтекания сферы. Результаты проверки выполнения равенств (5.27)-(5.30) для варианта М о = 3, / о = = О, жо = —0,2 приведены на рис. 5.1. Кружками обозначены значения искомых функций, полученные дифференцрфованием газодинамических параметров стационарного обтекания. Анализ расчетов при /Зо = О и Mqq = = 2,54-20 показал, что ошибка в определении величин не превышает 1 %, [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...