Главная » Просмотр файлов » R. von Mises - Mathematical theory of compressible fluid flow

R. von Mises - Mathematical theory of compressible fluid flow (798534), страница 19

Файл №798534 R. von Mises - Mathematical theory of compressible fluid flow (R. von Mises - Mathematical theory of compressible fluid flow) 19 страницаR. von Mises - Mathematical theory of compressible fluid flow (798534) страница 192019-09-19СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

1.5)—Eq. (11) depends on one parameter: the value of theconstant. A s seen in Sec. 1, the function ρ of q depends, once the (p, p ) relation is given, on the value of the parameter p .Therefore, the function8ρ of q involves the two independent parameters p and p .

Actually it turns88out that, if the (p, p)-relation is given by E q . (11), and in this case alone,these parameters appear as scale factors only, i.e., for the dimensionlessvariables p/p8or p/p (rather than ρ or p) in terms of the M a c h number Μ8(rather than q), a single functionis to be computed for each variable.On carrying out the integration indicated in Eq.

( 2 ) , or using the valueof Ρ from (2.22c) with p= ρ,0we findβ(12)On the other hand, differentiation of E q . (11) yieldsdp— = αdp2ρ η κ-\= κ— ρρDividing (12) by (13), we get(14)or, solving for p/p in Eq. (14),a(15)κ8Ρ* (ρ\= κ— I — )ρ \ρ /κ8896II. GENERALFrom Eqs. (11)and (15)THEOREMSwe obtain also/^V/*/\-i/U-nι(1.6), assumingand finally, from the equation of statethe fluid to be aperfect gas,£ =& = ( ^ μ + 1 y .(π)2pp\ 2/and (17) express the result mentioned at the end ofI sEquations (15),i(16),sthe preceding paragraph.In expressing the velocity q in dimensionless form, we take as scale factorthe stagnation value a of the sound velocity; by means of Eqs.

(13),8and (17),s(18)a= κ*-8( J= a=τ~·aW e note that the equality between the first and last members of (18)consistent with the result a2«a=M*22a(£-)22s(20)and (16),^Lpas=M= M(2\Ps/sN e x t , from Eqs. (19)give/ \(κ-1)/κ- = Ma(sis= KgRT following from the definitions of aand of a perfect gas. Then Eqs. (18) and (15)(19)(15),a is given by/K\\-lΛ- ^ M22+ 1)/.the flow intensity pq satisfies/ι- ^ M\ ΔK+2\-(«+l)/2(«-l)l)Jand the so-called dynamic pressure pq /2 is given by2(21)^__ = Μ ( ^ Μ2pas\zs2Δ+ 1)/If we denote the values of all quantities at a sonic point, Μ = 1, by thesubscript t, Eqs. (15) to (17) and (19) to (21) give the relations(22)and22 ^22* * + ι=α/- -I- I\-U+D/2(K-1)(κ +7P i ff< =K( 2 3 )Pefle\~2— /, U +,P#T=pa88l\ι V" "-»(1—-— 1I t was seen in Sec. 1 that p q is the maximum value of pq.tt8.4ADIABATICT h e maximum velocity q97AIRFLOW, corresponding to ρ =m0, may be deter­mined from Eqs.

(12) and ( 1 8 ) :(24)2qFor all κ >p2K=£msκ — 1 p.,1 the maximum value qmκ — 1is finite. All the preceding equationshold also in the isothermal case, κ =particular, qm1, if limits are taken as κ - > 1; inis then infinite for all values of the parameters p and p .8sCombining Eq. (24) and the first equation (23), we derive the impor­tant relation(25)q=mκ —7Iqt ·I t can be verified, from Eqs. (15) or (19), that for ρ = 0, q = qmnumber is infinite if κ >, the Mach1. From (17) the corresponding temperatureis seen to be zero, from which it is clear that the limit q = qmTmcan never bereached in an actual flow.I t is to be emphasized, again, that all formulas derived in this section arevalid for:(a) Steady flow along a single streamline (stream tube) if E q . (11)holds at all points of the streamline;( b ) Steady irrotational flow in one, two, or three dimensions, if Eq.(11) holds throughout the fluid.4.

Adiabatic (irrotational) airflowD r y air can be considered as approximating to a diatomic perfect gas,for which the theoretical value of the adiabatic exponent y = c /c is7/5 = 1.4. Experiments lead to a slightly higher value, not above 1.405.T h e choice of one of these values rather than the other makes little differ­ence in the results obtained, in view of the fact that the whole theory isapproximate. For example, the ratio of the pressures at sonic and stag­nation points, given by (22), ispV + Λ"21 = hPs-7/(7-D2=0.5283= 0.5274Jfory=v1.400,for τ = 1-405.For the sake of simplicity, all numerical data in this book concerningadiabatic airflow will be based on the assumption that the value of κ in thepreceding formulas is 1.4.

In particular, this means that the ratio of theareas of the two circles C and C in the hodograph plane, using Eq. (25),is (1.4 + 1)/(1.4 — 1) = 6, while the corresponding velocity ratios, fromEqs. (25) and (24), arem(26)q- = V 6 = 2.45,qttq- = V 5 = 2.24,as*α3= \ / \ = 0.91.V Ό98II. GENERAL THEOREMSρΡΤρρ,1,qpqptqtF I G . 40.

— , - , —-, — , — , —βqmpqtversus Mach number. Use scale at right forpqtlast curve.In Fig. 40, the ratios ρ/ρ ,8M a c h number M,P/P«, T/T ,aand q/qmare plotted against thewith the use of Eqs. (15) to (17) and (19). Afurthercurve represents the ratio ptqt/pq, which may be computed from Eq. (20)and the second equation (23) as„(27)£«'pq1/91* (!LZ_1*«M \ K + 1+\U+L)/2(«-L)2\κ + 1/Since cross sectional area is inversely proportional to flow intensity, theratio (27) is also that of the cross section at any point of the stream tubeto the cross section at a sonic point, i.e., to the minimum cross sectionof the tube. T h e remaining curve shows the flow intensity pq/ptqt, whichhas its maximum value a t M = 1.

Numerical values for the first five func­tions are given in the Table on the following page (Table I ) .T h e (p,g)-relation of Fig. 36 may now be graphed exactly, since the(p,p)-relation is given explicitly in E q . (11), and this curve is given in Fig.41. T h e formula expressing this relation i s25This formula was obtained previously, in the particular case of purely radialflow, as Eq. (7.23'). Except for scale factors, this curve represents themeridian of the pressure hill for all values of the parameters p and p ,ae268.4ADIABATICTABLEDEPENDENCEJ0000000000011123468101520250001020304051246802500000000010000000000000000000IOF F L O W V A R I A B L E S ON M A C H N U M B E RP/PP/PaT/Taa0999939997299937998889982599303972508956178400656025282841238272401278002722006590006330001020000236———100000000000000000000999959998099955999209987599502980289242784045739996339453114394982300507623027660051900141000493———1000000000000000000000099AIRFLOW099998999929998299968999509980099206968999328488652833337764068966555563571423810121950724604762021730123500794ΜFOR A D I A B A T I CQ/Qmp /pqtqtOO0.00.004470.008940.013420.017890.022360.044680.089090.176090.259160.336860.408250.472870.557090.666670.801780.872870.937040.963090.975900.989070.993810.9960257.87428.94219.30014.48111.5915.82182.96351.59011.18821.03821.01.03041.17621.68754.234610.71953.180190.11535.943755.21537746305ΡM-0qF I G .

41. ρ versus q for adiabatic airflow.AIRFLOWII. GENERAL100THEOREMSArticle 9Theory of Characteristics1. IntroductionIn order to explain the concept of characteristics of partial differentialequations, to the extent that is needed in the theory of compressible fluidflow, we start with a preliminary examination of the relatively simple caseof steady potential flow in two dimensions.

I t has been seen (Sec. 7.5) thatin this case the potential function Φ(χ,ν) must satisfy the second-orderpartial differential equation( - i ) f t - ^ / l + ( -^)ft = i?2Li()\a / dxa dx dy\a J dyHere q and q are the first partial derivatives of Φ with respect to χ and yrespectively, and a the square of the sound velocity; a can also be ex­pressed in terms of first-order derivatives of Φ, e.g., by Eq.

(7.17) in thecase of a poly tropic (p,p) -relation. Equation ( 1 ) therefore falls within thegeneral class of equations of the form2x2122y22(2) A * -?+2 B - * - *-+ C * - ? = F ,dxdx dy1dy2where A, B, C, and F are functions of Φ and its first-order derivatives, andpossibly also of χ and y N o w we ask: Of what significance is the fact thatΦ satisfies an equation of type (2)?27Suppose that the values of Φ and βΦ/dx are known for all points of acertain straight line parallel to the ?/-axis, say χ = x . These values thendetermine for all points of the line χ = x , all derivatives with respect to yof both these quantities, in particular βΦ/dy, d%/dx dy, and d%/dy . T h eonly second-order derivative of Φ not determined on χ = x by the givenvalues is d%/dx , and this derivative can be computed from E q .

( 2 ) , in theform00202(2')—dx= - —'_A dx dyθ2φC^A dyd+2FA'whenever A is different from zero. T h e given values also determine Φ,except for terms of higher order, on any nearby parallel line, say χ = χ =Xo + dx:Λ(3)Φ(χι ,y)=Φ(χ ,2/)0+—(xo ,y) dx ;9.1101INTRODUCTIONand we can even obtain|(xo ,y) + ^ - f (xo ,y) dx,dxdxprovided the coefficient of dx can be determined by Eq. ( 2 ' ) .

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
10,77 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6417
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее