Особенности учета вязкости в аэродинамике (1244990)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Особенности учета вязкости в аэродинамикеДля относительного движения тела и воздуха существует ряд особенностей, связанных, во первых, сотличиями природы трения в воздушной среде от трения в жидкости, во вторых - со сжимаемостью, и наконец – сособенностями реальной атмосферы.Пограничный слой около плоской твердой поверхности или плоской пластины образуется аналогично тому,как это происходит для жидкостей, т.е., различают ламинарную и турбулентную зоны пограничного слоя. Иногда,как и для жидкости, выделяют зону смешанного слоя, в котором в ламинарном потоке возникают отдельныеучастки турбулентности (зона разрушения ламинарного слоя, или зона неустойчивого ламинарного слоя, илиустановления турбулентности).

Соответственно, различают точку потери устойчивости ламинарного слоя и точкуперехода к турбулентности, и соответствующие критические числа Рейнольдса. Как сами критические числа, так иширина зоны неустойчивого ламинарного слоя, существенно зависят от начальной турбулентности атмосферы – сростом начальной турбулентности критические числа уменьшаются, сужается и промежуточная зона.

Как правило,на практике шириной этой зоны пренебрегают, а в качестве критического числа Рейнольдса принимают среднеемежду двумя критическим числами.Для плоской пластины, обтекаемой в продольном направлении экспериментально определенное критическоечисло Рейнольдса Reкр составляет от 3,5105 до 5105, где Re=Vxкр/ (здесь V и  -соответственно скорость икинематический коэффициент вязкости невозмущенного взаимодействием с пластиной потока, а xкр – координататочки перехода от носка пластины). Отсюда можно найти xкр.

В таблице приведены значения xкр в зависимости отвысоты и скорости.НxкрVкм/часм/смм*м/см10027,801,4607E-050,23710027,810001,5813E-050,25630083,310001,5813E-050,08530083,350002,2110E-050,119600166,750002,2110E-050,060600166,7100003,5251E-050,095Приведенные значения соответствуют не идеальному невозмущенному потоку, а типовому состояниюатмосферного воздуха, в котором присутствуют очаги возмущений и турбулентности, не связанные с движениемпластины (так называемая “начальная турбулентность”). Cтепень турбулентности в спокойной атмосфереоценивается величинами 0,010,02. Для идеального (потенциального, “очищенного от начальной турбулентности”)потока значения Reкр увеличиваются – потере устойчивости ламинарного режима соответствует Reкр = 3106 , апереходу в турбулентный режим Reкр = 4106.Для профилированной (т.е. не плоской) пластины, или для профилей крыльев могут использовать числаРейнольдса вида Re=Vb/, где b – хорда профиля, т.е.

расстояние между крайними точками профиля.Установлено (теоретически и экспериментально), что для профилей точка перехода практически совпадает с точкоймаксимальной толщины профиля (точкой начала расширения потока или точкой минимума давления). Всегда ли?Практически да, если конечно xкр соизмеримо с b. Именно соизмеримо, так как для расширяющихся от носкапрофилей из-за сужения потока переход в турбулентность затягивается. Здесь уместна аналогия с влияниемсужения и расширения трубы на точку перехода - сужение потока отодвигает («затягивает») переход, расширение –приближает его к носку профиля.

Этот эффект используется в так называемых ламинизированных профилях – сосмещением точки начала сужения профиля назад – до 60-65% от хорды и соответствующим уменьшением тренияпо сравнению с обычным профилем в полтора-два раза.Установлено, что толщина пограничного слоя  растет вдоль “омываемой” поверхности, т.е. вдолькоординаты x (пропорционально квадратному корню расстояния от носка). Поэтому в аэродинамических задачахрасчета критических точек потока для профилей и учете шероховатости используют выражения для чиселРейнольдса вида Re = V/, где V и  - местная скорость и коэффициент вязкости в рассматриваемом сечении,  толщина пограничного слоя или условная толщина вытеснения в этом сечении.

Для плоской пластины связькритической толщины кр с критической точкой xкр выражается соотношением (полученным теоретически сэкспериментальным подтверждением) кр = 1,72(xкр/V)1/2. Значение Reкр, при котором ламинарный слойстановится неустойчивым (при отсутствии начальной турбулентности), принимается равным 420, а точка переходыв турбулентный режим соответствует Reкр=950. Эти значения соответствуют нулевой начальной турбулентности.Для более высоких значений начальной турбулентности точка перехода в турбулентный режим смещается влево,приближаясь к точке потери устойчивости (т.е. зона формирования турбулентности сужается).Для шара в потоке Reкр = 3105, где Re=Vd/,, а в потоке, очищенном от начальной турбулентности Reкр =5410 . Как изменится сила сопротивления шара при переходе от ламинарного обтекания к турбулентному?Шероховатость поверхности, как и отдельные неровности, способствуют смещению точки перехода к носку(так как являются дополнительными источниками возмущений), а неровности достаточной величины могут сами“создать” точку перехода (из-за возникающего около них отрыва потока)..

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций