Chang_t3_1973ru (1014104), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Я., Вдувавяе газа в гиперзвуковой поток, Учение вакиски ЦАГИ, П1, № 6 (1972). 57. Г о р и с л а а с к и й В. С., С т ел ч еи к о в а 3. А., Эксперимевталькое исследовапве срывкых зов иа пластине в гиперзвуковом потоке газа, Учение вааиски ЦАГИ, И, № 5 (1971). 58. Гор спбу х П. И., К о зло в а И. Г., Экспервмевтальиое исследовавие распростравеиия возмущений вверх по потоку ка режиме сильного вязкого взаимодействия, Ученые ваноски ЦАГИ, 1Сс, № 2 (!973). 59. 3 у б ц о в А. В., Влияние едявячвой шероховатости ва течение жидкости в пограпячиом скис. Ученис сосиски !(АГИ. П, № 1 (1971). 60. Боголепов В. В., Нейланд В.
Я., Обтекавие малых керовкостей иа поверхк стя тела сверхзвуковым потоком вязкого газа, Труди ЦАГИ, . 1363 (!971). 61. С а! Ь ег а 11 П., М а и 61» г К. %., ТЬе !пчезС!6аг!оп о1 СЬе Спойппепз1опа1 1аш!паг Ьопо~!згу-1ауег едка!!опз раз! СЬе ро!пС о1 чашзрйпй зРАп 1псИоп, Х. Р!и!д Месь., 26 (1966). 62. Е г й о з 1., Р а11о и е 51,.
8!юсй-Ьоиийагу 1ауег !п(егасПоп апй Посч зерагасюп, Ргос. 1962 Нсас Тгапз1. Р1шй МесЬ. 1пзс. 63. В и з Ь и е 1 1 П. М., И' е ! п з С е 1 и 1. М., Согг»1аИоп о1 реей Ьеас!пй 1ог геаыасЬшепС о1 зерагазей Посте., Х. орасвсга(г, 5, № 9 (1968). 64. К о у л Д ж., Методы возмущекий в прякладвой механике, кзд-во »Мир» М., 1972. пгиложение 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДВУМЕРНЫХ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ПРИБЛИЖЕННЫХ И ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ, ПОЛУЧЕННЫЕ В СОВЕТСКОМ СОЮЗЕ Несмотря на большое раэнообразие приближенных методов, их можно в основном отнести к двум типам. В приближенных методах первого типа используются различные формы интегральных уравнений и соотношений, полученных из уравнений пограничного слоя.
По существу такой подход является непосредственным продолжением хорошо известных методов расчета безотрывных течений пограничного слоя. Задача о расчете отрывного течения сводится к интегрированию системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. При этом теряется информация о распределении функций по толщине пограничного слоя, Поэтому вводится предположение о том, что эти профили принадлежат к тому или иному семейству в эависимости от числа свободных параметров, соответствующего числу уравнений для определения их изменения вдоль потока. Система дополняется соотношениями, связывающими распределение толщины вытеснения пограничного слоя с характеристиками внешнего потока. Для получения удовлетворительных результатов важное значение имеет выбор семейства профилей распределения параметров по толщине пограничного слоя, а также соотношений для расчета внешнего невяэкого течения.
К первым советским работам, в которых использован такой подход к расчету сверхэвуковых течений с ламинарными отрывными вонами, принадлежат работы 11, 2]. В обеих работах для расчета давления на границе пограничного слоя использованы соотношения Прандтля — Майера. Кроме того, в работе 14], где рассматривается задача о падении скачка уплотнения на пограничный слой, учитывались соответствующие условия разрыва в точке падения скачка.
В этой работе использовано однопараметрическое семейство степенных профилей скорости и энтальпии торможения в переменных Дородницына. В работе 12] использовано однопараметрическое семейство профилей скорости автомодельных решений уравнений пограничного слоя. Рассчитывалась отрывная зона, воэникающая перед щитком.
Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показало, что хорошее совпадение получается для не слишком длинных эон отрыва, не имеющих раэвитой области с почти постоянной величиной давления. В последние годы опубликован цикл работ, в которых интегральные методы используются для расчета течений с турбулентными отрывными зонами 13 — 61.
Работы 14 — 6] по методике примыкают к работе Крокко — Лиза 17]. Следует отметить, что при- НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ 999 менение интегрального подхода к турбулентным течениям более привлекательно, чем к ламинарным. Во-первых, для турбулентных течений до настоящего времеви не получено исходной замкнутой системы точных уравнений, и поэтому пока нет возможности для развития более строгих методов. Кроме того, из-аа большой интенсивности процессов турбулентного смешения области с почти постоянным давлением, расчет которых в рамках единой схемы часто оказывается затруднительным, в атом случае менее выражены.
(Кроме некоторых типов течений, например отрывных эон перед телами с иглами.) Разумеется, при расчете турбулентных течений приходится польаоваться эмпирической информацией. Но часто ограничиваются использованием нескольких универсальных констант. Вместе с тем результаты расчетов размеров отрывных эон, донного давления, критических перепадов давления достаточно хорошо совпадают с экспериментальными данными. В упомянутых работах проведены расчеты донного давления и ближнего следа в неограниченном потоке [25[и при струйном обтекании тел, а также отрывных течений в каналах. Определены также характеристики псевдоскачка, т. е. области перехода от сверхзвукового течения в длинном канале к дозвуковому, в которой вместо прямого скачка возникает сложная система слабых косых скачков и отрывов потока при турбулентном течении вблизи стенок [61.
Испольэование другого подхода дает наилучшие результаты именно для развитых зон отрыва, в основной части которых давление почти постоянно. Первоначально этот подход был предложен Корстом [8[и Чепменом [91 для турбулентных и ламинарных отрывных зон соответственно. Его основы подробно изложены в книге Чжена. Там же изложены поправки, предлагаемые иностранными авторами для учета влияния вязкости на перепад давления в области присоединения, начальной толщины пограничного слоя и т. и.
Поэтому здесь будут лишь кратко перечислены советские работы и некоторые полученные в них результаты. В работах [Ю вЂ , 241 этот подход использован для расчета донного давления за уступами в случае двумерных турбулентных осеснмметричных течений, В работах [$3 — 461 исследовано донное давление эа телами простой формы.
При достаточно большом числе Маха отношение донного давления эа кливом к давлению в набегающем невозмущенном потоке как для турбулентного [131, так и для ламинарного [141 течений воэрастает с ростом М В работе [441 укаэывается, что известный принцип стабилизации течения при М -~ Оо оказывается справедливым и для гиперэауковых течений с отрывными зонами. Там же установлено, что донное давление за тонкими клиньями зависит от иэвестного параметра подобия М т, где т — безраэмерная толщина клина. В работах [$5, 161 эти результаты применяются к течениям около 276 пгнложкпнк клиньев и пластины, обтекаемых под углами атаки.
В частности, оказывается, что при достаточно большом числе Маха на подветренной стороне тела должна образоваться отрывная зона, начинающаяся от передней кромки тела и омывающая всю подветренную сторону тела. Давление в атой зоне, отнесенное к давлению в набегающем потоке, возрастает как М'. В работах [17 — 20] развита методика расчета ламинарных и турбулентных отрывных зон перед сферой с иглой, начало которых расположено на острие иглы, обтекаемой вдоль оси симметрии и под углами атаки.
Более сложной является задача о расчете течений, в которых отрыв потока начинается на гладком участке контура тела и его положение заранее неизвестно. Течения такого типа исследовались в работах [21, 22]. Одного условия Чепмена — Корста или каких-либо его модификаций оказывается недостаточно для замыкания задачи о размерах и положении изобарической зоны отрыва. Определяя координаты точки отрыва, в этом случае необходимо использовать еще одно дополнительное алгебраическое соотношение, связывающее давление в отрывной зоне с локальными характеристиками пограничного слоя перед точкой отрыва.
Такие соотношения часто называют критериями отрыва. Методы их получения на основе экспериментальных данных, качественных модельных соображений, а также асимптотических методов изложены в книге Чжена и в предыдущем разделе приложения. В работе [21] в качестве примера приложения общего приближенного метода расчета решена задача об отрыве на плоской пластине перед щитком в сверхзвуковом потоке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
