Chang_t3_1973ru (1014104), страница 47
Текст из файла (страница 47)
в= в/е. а-валете еаттлвеввв, тепловой лотов т отнесен к тепловому лотокр в плоской влестйве (ламвнарвма вогреввчвмй своим -1 О Х з Фиг. 20. Влияние радиуса затупленкя а ыв тепловой поток к плоской стороне полуконуса В„= 24,3' [5[. НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ 277 (фиг. «8, 20). Зависимости для максимального теплового потока коррелируготся известным параметром взаимодействия «невязкойв о л з 72 го «я Чге 0 3 4 6 в яе вы~ Ф и г. 21.
Заввсвмость максимального теплового потока к плоской стороне полукоиуса от числа Рейнольдса, вычисленного по радиусу аатуплеиил а, и параметра Не„, М т!221. ОМ„-5; Ам„=с. и «вязкойв части течения Ке М (ламинарный слой) (221 (фиг. 21, 6). Спектры предельных линий тока в окрестности затупления свиде- 228 пгиложвнив тельствуют о безотрывном обтекании, длина штрихов равмытой краски уменьшается с удалением от носка модели, вблиаи линий растекания штрихи длиннее (большие напряжения трения). Как увеличение, так и уменьшение угла атаки приводит к уменьшению максимальной величины теплового потока. При угле атаки а = 15' "! о о а х й Ф и г.
22. Распределение теплового потока по поперечиым сечевики плоской стороны тупоносого полуконуса в зависимости от угла атаки он 0„= 24,3', М =- 5, Кеь,„- — — 1 1.10е(5] две области максимальных тепловых потоков, идущие от передней кромки, сближаются и в удаленных от ватупления сечениях сливаются в одну [4]. Остается одна линия растекания — в плоскости сиагметрии и соответствующий ей пик теплового потока (фиг. 22). При еще большем угле атаки, и = 25', в передней части модели образуется один пик теплового потока, а в задней ее части появляются два пика, располоягенные по обе стороны от оси (фиг.
22). ПРИЛО7КННИЕ о и 7 Ф и г. 24. Распределение теплового потока по поперечным сечениям подветренной выпуклой стороны остроносого полунонуса, Ва = 15' (9). а-м а, ве е,а ° 1аа, . =е,ва; 1 а-ы„а, Ве '„О,77 гав, ~О,аВ; а м е, е Й'. -1 О в пик теплового потока (фиг. 23, 24). Уменьшение числа Рейнольдса и в этом случае приводит к исчевновению линии растекания и уменьшению максимального теплового потока (фиг.
24, в). Инте- Когда плоская сторона остроносого полуконуса является наветренной, отрыв потока происходит при углах атаки а ° Оа и не у кромок, а в середине подветренной стороны. В плоскости симметрии наблюдается одна линия растекания и соответствующий ей новын гвзпльтлты исслвдовлнии отзывных твчвнии 281 ресно, что в случае тупоносого полуконуса с плоской наветренной стороной пик теплового потока исчезает в передней части модели и появляется только в аадней части, причем по величине он меньше, чем для остроносого полуконуса (фиг. 25). Следует отметить л Ф н г. 25. Распределенке теплового потока по поперечным сечениям понзетренной выпуклой стороны полуконусое [9[; Ок = 15', и = 25', М = 5, Кеь = 10а — — — — тугонасма солуконус, — естронесна ослуаснус. и в этом случае наличие особенностей — узких областей повьппенного теплового потока, начинающихся от точек сопряжения сферического сегмента с конусом (фиг.
23, г). С обтеканием подветренной выпуклой стороны полуконуса сходно обтекание подветренной стороны круглого конуса (фиг. 26); судя по предельным линиям тока, по-видимому, имеет место вторичный отрыв, в результате которого появляются вторые линии стекания [11). Распределение теплового потока по плоской подветренной стороне полуконуса с плоским затуплением носовой части отличается тем, что от каждой угловой точки идут две области повьппенных тепловых потоков [4]; сходная картина наблюдалась на подветренной стороне цилиндра с эллиптическим поперечным сечением и носовой частью, образованной половиной осесимметричного эллипсоида [27[ (фиг.
27). При обтекании клина со скошенными боковыми гранями имеют место отрыв и присоединение как к подветренной поверхности, направленной по потоку, так и к боковым граням; в областях присоединения наблюдаются пики теплового потока, причем затуплепие передней кромки приводит к увеличению пиков на под- ветренной стороне (фиг. 28). Обратимся теперь н исследованная пластнат, Ца подветренной стороне плоской трергольной пластины наОлгояается либо айна линия растекания и соответствуятщий ей пик теплового потока Ф к т. 26.
Покус от 1т,е', М; 5. Кос, . --- 10а, я йео 11!1. -какккккка. кокка тока ка к лткткоккоа окорока, а — т=а о, т-т=т о: т-т: 1а т, кокккк к~ кокто кто ккк1кккк ткркоккдккатоо кк в Плоскости сннметрни 17. 1й1. либо лнння растекания в таерелнеп части, далее нк1Н'тодят1иая к Лае Олнакне лакеи Оастеккння с раной Ойтл1тстьат беаОт1тнапогО течения меяалр ними и ПВУНН снмъаетрнч" От Осител « . с- т а ° 1) пн ..1П т . ОВОго пото« 1181. Этн два пика сблнтнаготся и переаолят в одна в сечениях, 1таспттттотненнын Олина н Остряке птастннн. 11отраничныи слой НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ 283 между линиями растекания ведет себя как начинающийся в точке их разделения [21). Тепловой поток вдоль средней линии пластины изменяется следующим образом (18, 191: с увеличением расстояния от острия тепловой поток достигает максимальной величины, значительно превьппающей тепловой поток к пластине, вычисленный для ламинарного слоя, затем он уменьшается и вновь возрастает, достигая расчетной величины для турбулентного слоя ').
Тепловой поток на оси уменьшается вследствие появления области безотрывиого течения между линиями растекания. При турбулентном слое относительная величина пиков тепловых потоков резко уменьшается. Маловероятно, что пики теплового потока в передней части пластины вызваны переходом ламинарного слоя в турбулентный на самой пластине, что же касается перехода в слое смешения, то его роль еще не исследована. Скругленные кромки толстой треугольной пластины обтекаются без отрыва. Как и в случае выпуклой подветренной стороны тупоносого полуконуса, повышенные тепловые потоки наблюдаются в задней части пластины, причем двум линиям растекания соответствуют два пика, величина которых растет с ростом числа Рейнольдса (фиг.
29). В работе (19) приведены результаты исследования влияния формы пластины в плане. Прн округлении вершины пластины (радиус окружности составлял 0,063 длины) вместо одной области больших напряжений трения и тепловых потоков вблизи средней линии появились две такие узкие области, распространяющиеся от точек сопряжения окружности с прямыми. Однако на пластине с передней острой кромкой в форме гиперболы (раднус кривизны на оси симметрии был равен 0,03 длины пластины) линии растекания и пики теплового потока исчезли. В работе (19) приведены также сведения о «вязком» слое, т. е.
слое малой плотности (внутренняя часть пограничного слоя), толщина которого не превосходит двух толщнн двумерного пограничного слоя для пластины и резко уменьшается (до 0.3 толщины двумерного слоя) вблизи средней линии треугольной пластины. На пластине с передней кромкой в форме гиперболы такого резкого изменения толщины вязкого слоя не наблюдаетсн. Пики теплового потока устраняются также путем отгиба острого конца треугольной пластины, при кото- з) Таков же характер изменения максимального теплового потока с расстоянием от критической точки пля полуконусоя (5) и пластины с цялннлрическими кромками (7).
284 пгиложеннк ром местный угол атаки меняется от 0'на конце до 5'на основной части пластины [201. Попытаемся теперь хотя бы частично объяснить полученные результаты. Во всех упомянутых работах, очевидно под влиянием известного факта, что при малых скоростях отрывное течение вблизи подветренной стороны крыла с острыми кромками и конуса Ф н г. 28. Распределение теплового потока по поперечному сечению направленной но потоку стороны клина; М = 5, йеь, — — 9,5 40а [7].
— стлокоаыа клин; ---- астроносыа коне. под углом атаки управляется двумя вихрями, которые наблюдаются и при небольших сверхзвуковых скоростях [21, считается несомненным, что пики теплового потока при больших сверхзвуковых скоростях также индуцируются вихрями.
Пара вихрей образуется в результате отрыва потока от острых передних кромок, причем вследствие безотрывного обтекания острия пластины вихри появляются только на некотором расстоянии от него [20, 211. Есть также предположения, что вихри могут быть следствием поперечного течения внутри пограничного слоя н при безотрызном течении [201, а также изменения энтропии за ударной волной Иб]. Чтобы убедиться в справедливости зтих предположений, следовало бы иметь сведения о течении во всей области возмущения.
Наиболее полные сведения имеются для треугольной пластины Ф н г. 29. Предельные линии тока на подветренной стороне треугольной пластины с цилиндрическими кромками н распределение теплового потока по ее поперечному сечению 1 — г', га = — 20', М 5 ~7). а-крекепьине пинии тока; б-распрепепекие теплового и гока, 286 пгиложвннв с острыми кромками (13). Вкратце изложим результаты этой работы. Головная ударная волна в исследованном интервале углов атаки и = 0 — 15' присоединена к острию пластины, но уже при а = 9' отсоедннена от боковых кромок г). В подветренной части течения ударная волна переходит в волну Маха в плоскости симметрии. В поперечном сечении она имеет форму эллипса, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
