Проф. Р.Джакомелли в сотрудничестве с проф. Е.Пистолези. Исторический обзор (1123883), страница 19
Текст из файла (страница 19)
,,Один из таких простейших случаевг продолжает он, заключается в движении пластинки перпендикулярно к направлению движения, ' цесьегсЬее ехрег)вгеета1ее енг 1а геже1авге ~1е Ге)г, Париж, 1907. '-' Ее)еесйгпх Й. Н. 1Х 1., стр.1522, 1908. ' 6ееееяе Йее енм-жчйешеавдее, Р)ия- ивп мо1ог1есье))ь чз 21 в 22, 1909 е Ргосееб)оие о! гье Цоуа1 нос)осе ог Еовдов, серия А, т. ьХХ1Х, стр.
262 1907. пстсг!назс! пй ОБ3ОР Равд. г! который был решен на плоскости Кирхгофом и Рэйли, по ие было еще найдено соответствующего решения для пространственного случая. Решение плосксй задачи, как говорит Маллок, мало применимо для деиствительвых случаев. Денствительио,;!ля того, чтобы его применить для вычисления сопротивления длинней пластвикп, движущейся в воздухе (со сьсростью, меньшей скорости звука), необходимо заполнить прострайство, занятое струей и ограниченное поверхностью разрыва, жидкостью, е имеющей трения. Далее, си!свая струя жидкости в действительных слтчаах пе паходитсн под давлением, испытываемым я!ндкостью в бесконечности, так как вихри образуются и отходя~ -от задней плоской части в жидкость, которая здесь имеется. Поэтому жидкость н сп)-тпой струе е неподвижна отпос!ггельио пластинки, во средняя ее час!ь течет по направлению к плоскости для возмещения жидкости, захваченной вихрями с обеих ее сторон". Если представить себе это явление в пространстве, то ввхри должны понвиться в струе, согласно Маллоку, в виде спирали..
Наоборот, иа плоскости, утверждает Маллок, „вихри могут образоныватьоя сннметрнчно й одновременно т обоих ковцсн нлн попеременно, причем в последнем случае спттпая струя будет состоять иа ряда вихрей, направляемых попеременно в одну и другую сторону". Что же касается математического исследования движения жидкости в струе, то Маллок считал, что такое исследование невозможно вследствяе сложности этого движения за исключением исследования в статическом положении, хотя для этого еще ведэстаточпо имеющихся данных. Через год после этого попеременно направленные вихри появились в сообщении А.
Бепара (Н. ЗеваМ), сделанном Парижской Академии наук под названием „Образовавие центров вращения саади движущегося препятствия"'. Ьенар, не звавший в то время об изысканиях Мзллока, начал свою статью с указания, что периодичность вращательных движений, вызываемых однородными условинмн в ламинарном ° потоке, была)же обнаружена в 1883 г, Рейпольдсом, давшим соответствующие чертежи, и затем Брилуэном (За!йован) в 1907 г.
Позже в лекции об экспериментальной механике жидкостей, прочитанной в Сорбоне 13 ноября 1929 г.э, Бенар, упогянув о своих предшественввках по исследованию поперемеввых вихрей, указал, что первые ясные спнмкв этих вихрем были сделаны Ыарэй в 1901 г., нричем его опередил своими чертежамп Рейнольдс. В своем сообщении 1908 г.
Ьеиар показал несколько снимков вихрей, образовавшихся сзади вертикальных цилиндров и оканчивающихся спереди более или менее острым двуграпным углом, заснятых прп помощпйспециальпсго кпнематографичесього аппарата собственной конструкции. Цилиндры оыли погр)жены па глтбипу около 6 сль выходя нз жидкости только на несколько миллиметров. Прн некоторой предельной скорости, виже которой пе образовались вихри (эти пре!!ельпые скорости ' Рсатвмсн 6е свнхтвв де 3!!в!!сн в 1'аттаств Шин ссвсас!с сп тсснтвюснм Ссюртев Квнбсв, т.
147, стр. 899; васвдвннс 2 ноября 1908 г. а ьа Ь!ссади!не ехрса!н!с!!та!с !!вв!!Шбсв, лекции, прсчнтанныс на открытии !!нстнтута нсханпкн жндксстсо. Естнс вс'с!!т!!!Чне, '8.декабря 1999 г. 393 Гя. 111 с нонцА хех ВН1'А до няшпх дней увеличивались с вязкостью и ) меньшались с поперечиой шириной цилиндра), вихри возникали периодически, появляясь поперемеипо справа и слева заднего завихрения (1е гешопз й'агг1сге), которое сопутствовало цилиидру, и быстро доходили до своего копечного полоя ения, так что сзади препятствия образовь|вался двойной ряд постоянных „воронок": правых (врагцающихся вправо) и левых (врапдаюшихся влево) и разделяемых друг от дртга равныии промежутками. Когда ~коро~~~ вращепня была мала (малая скорост~ препятствия или большая вязкость жидкости), вихри почти исчезали и еворопки" превращалпеь в фигуры вращения, в то время как при больших скоростях врапдення (большая скорость препятствия пли малая вязкость жидкости) „воронки" обоих рядов изменяли свою формт.
Сообщение Бепара закапчивалось указавпем величины изменеиия промежттьов между визрями в зависимости от скорости, шнривы цилиндров н вязкости жидкости. В начале 1911 г. Д. Рябушинский Напечатал статгю с описанием произведениых им опытов для доказательства периодпчиостн поперемеипых вихрей'. В сентябре 1911 г. Т. Кармап (ТЬ. гоп Каггпзп, род. в 1881 г.) представил 1'еттингепскому паучпому обществу статью под пазвапиеи „О механизме сопротивления, испытываемого телом, двн;яущимся в жидкости", в которой было точно определено сопротцвление в связи с поиеремеииыми вихрями з. В конце 1911 г. Карман представил еще две новые статьи, олпу под тем же названием, как и предыдущая еО мехаипзме сопротивлепия, испытываемого телом, движущимся в л'пдкостп" '; в пей ои исправил некоторые вычисления и уточнил изложение первой своей статьи, и вторую под назвапием „йуехаиизм сопротивления жидкости и воздуха" ", представляющую пересмотреппый вариант первой статьи с учетом результатов второй статьи и результатов опытов, произведениых совместио с Г.
Рубахом (Н. ВНЬасЬ). Осиовиой вопрос сопротивления, как говорит Карман в своей последней статье, заключается в том, „к какой предельной форме стремится поток вязком жичкости, обтекающий твердое тело, когда мы переходим к предельному сл)чаю идеальной жидкости?". Факт, что мы получаем в этом случае сопротивление, практически ве зависящее от коэфициента вязкости, дает пам возможность заключить, что сопротивление в этом предельном случае определяется течением, изучаемым в идеальной жидкости. Теперь точно установлено, что ии так Называемый „непрерывиыи" потенциальный поток, пи прерывпый потенциальвый поток, открытые КпрХГОфОМ И ГЕЛЬМГОЛЬцЕМв НЕ МОГут ПраВИЛЬНО ВЬ1раэптЬ Этат Прсдельный случай.
' .1,'ДегорЫ1е," т. Х1Х, январь 1911 г. е 11дег йеи Леейавявтив йев Пдйегвгаяйев, йеп ебь деьеедвег Ховрег пв едиег ХИвввдхеп еггайге, 14есдг1сЬдеп йег Коп. 6еее11есЬ. й. %1ее. яп 6о111пкео, т. ХП, Ку 5, стр. 509, 1911. в Вас!ж. йег Коп. 6еее11епЬ. й, ге1ее. ян 6о111пкеп, г. Х111, гй 5, стр. 547, 1912. в УЬ. еоы Хамовая инй Л. Яидаед, Вдег йен ди'еедаадвтив Иев Хдивйв-ввий в,иув.ггвйегвгаийев, РЬув йе1жсЬе ХевдесЬг111, 15 яяееря 1912 г. Равд. 0 пстогическиЙ Огзог Первый тип потока, ие дающий сопротивления, а также и второй, хотя и дающий сопротивление, пропорциональное квадрату скорости, дают значения сопротивлений, не соответствующие полученным .
опытным путеи. Броме того, гипотеза „о неподвижной жидкости", согласно которой жидкость должна перемещаться вместе с телом, также противоречит почти всем наблуодеииям. Далее, в теории прерывного потенциального движения не принимается вовсе во внимание явление засасывания сзади тела, так как предполагается, что в неподвижной жидкости, простирающейся на болыпое расстояние, давление везде таково, как и в жидкости в бесконечности, в то время как явление засасывания во многих случаях, согласно проведенным недавно измерениям, имеет первостепенное значение для сопрохпвления и во всех случаях создает значительную часть сопротивления. Что же касается факта, что не было получено прерывного потенциального потока в идпальной ящдкости, хотя зто гидродинамически возможно, то причина, согласно Карману, заключается в неуотойчивости поверхностей разрыва, как это было уже обнаружено Гельигольцем и более подробно исследовано В.
Томсоном 1ло191 1уельвин). Томсон оп)- бликовал в 1894 г. статью аУчепие о разрывном движении жидкости е связи с сопротивлением, испытываемым твердым телом, движущимся в жидкости" Яи 1йг Эосхгте ох Лгасогпгиих1д оГ ИиЫ ДУо1еои Уа Соипесйои хег11х Вгегз1аисс Адаъпз1 а Яо1Ы ЗогУд Мосхид Т и оид1х и Ииггу) ~ специально для доказательства, что „гипотеза разрывпостп далека от истины". Переходя к рассмотрению этой неустойчивосси, Еармап утверждает: „Можно раСсматривать в действительности поверхность, как вихревую дороя;ку, и можно показать совершенно общим способом, что эта дорожка всегдя нетстойчива. Можно также наблюдать это непосредственно".
Наблюдения действительно показывают, что вихревые дорожки ичехот склонность свертываться, или, иначе говоря, видно, что напряженность вихревой дорожки сосредоточивается вокруг некоторых точек, вохр)ш которых вихри были первоначально рассеяны. Это наблюдение вызывает вопрос: „может лп сгществопать устойчивое поле отдельных вихревых нитей, которые можно рассматриваю, как конечный продукт распавшихся вихревых дорожеку" Чтобы ответвть на этот вопрос, Еарман, ограничившись случаем на плоскости, рассмотрел два паралелльиых ряда прямолинейных бесконечно длинных вихрей равной напряженности, но с вращением в противоположные стороны и расположенных на равном расстоянии дртг от друга. ()н исследовал математически возможпосхь определения такого расположения этих вихрей, чтобы можно было перемещать всю систему в постоянном поступательном движении, не меняя расположенин вихрей.
Он обнаружил, что возможны в дейстхщтельпости два располоя;ения, при которых можно перемещать в постоянном пряиолннейпом движении оба параллельных ряда вихрей. В первом расположении вихри были размещены сихы1етрично друг против друга в ,хва ряда, а во втором †вих о;хиого ряда оыли раз~годоя;сны против середины х „магоге"', т. 1, сгр. а24, 549, 979, С97, 1894 г.
Гл. Ш с еонцх хгх зякк до ялшг!х дней расстояния между последующими вихряни второго. ряда. 1(арман, однако, установил посре.!ством анализа, что только второе расположение устойчиво и только при определенном отношении рассгояни» Ь междт рядамп к расстоянию 1 между последующими вихрями каждого ряда. Величина )г)1, вычислепнан Еарманом, равнялась 0,283, причем эта величина получается вблизи тела йесколько большан и равная 0,86. '!атем, обозначив через и поступательную скорость вихрей (несколько меньше скорости тела Г.; так что вихри двпжутсн со скоростью с — гг по отногпению к телу), Карман составил формулу для скорости, которая после введения отношении )гг1(определенпогэ посредством ууказаннэго выше исследовании устойчивости) приняла форму: " = гг'(~' 8), где я обозначает иаиряженность вихрей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
