Cтраница 2
Заданный осесимметричный воздушный поток представляет собой течение жидкости, вызываемое прямолинейной вихревой нитью. Так как движение происходит одинаково во всех плоскостях, перпендикулярных вихревой нити, в данном случае достаточно рассмотреть плоское течение, создаваемое точечным вихрем. [16]
Непрерывное распределение вихрей вдоль некоторой линии при плоском движении ( в пространстве этому соответствует распределение прямолинейных вихревых нитей на цилиндрической поверхности) образует вихревой слой. [17]
При этом мы неявно допускаем, что вихревое напряжение Г Оа - о0 сосредоточено в тонкой прямолинейной вихревой нити и что вихревая пелена непосредственно отделяется от этой нити. [18]
Таким образом, рассмотренное в главе III течение в плоскости от точечного вихря, есть течение, вызываемое бесконечно тонкой прямолинейной вихревой нитью, перпендикулярной этой плоскости. [19]
![]() |
Изолинии функции тока в горизонтальном сечении г const для винтовой вихревой нити в цилиндрической трубе ( А и в безграничном пространстве ( Б. а - h 1, а 0 5. б - h 8. [20] |
Картина течения при различном радиусе винтовой нити, по при фиксированном шаге вихря ( h 2) представлена на рис. 2.16. Когда скорость на оси равна нулю ( и0 0) и радиус винта мал ( а - 0 1), течение близко к случаю прямолинейной вихревой нити и практически однородный осевой поток занимает большую часть сечения трубы. С увеличением радиуса ( а 0 5) некоторая часть осевого потока жидкости сосредоточивается в окрестности вихревой нити. Наконец, когда вихрь близок стенке, а скорость на оси - нулевая ( а 0 9, г / о 0), практически все движение сосредоточено в тонкой винтовой трубке тока в непосредственной близости от вихревой нити. [21]
Распространение завихренности или, что то же самое, диффузия вихря, в условиях турбулентного движения несжимаемой вязкой жидкости представляет собой достаточно трудную задачу, вследствие чего естественно начать рассмотрение с одномерного случая. Известная задача о диффузии прямолинейной вихревой нити в потоке несжимаемой жидкости не является при турбулентном движении жидкости одномерной из-за зависимости коэффициента турбулентной вязкости vj от расстояния от стенки, вследствие чего приходится ограничиться рассмотрением диффузии вихря в обтекающем бесконечную пластину турбулентном потоке. [22]
![]() |
Графики функций f0 ( x, f ( x f2 ( x ( а и f3 ( x, fa ( x ( б, входящих в выражения. [23] |
Вне ядра течение полагается безвихревым. Аналогично случаю вихревой пелены такой вихрь можно аппроксимировать непрерывным распределением прямолинейных вихревых нитей в ядре. [24]
Приведем, наконец, пример автомодельной задачи, которую благодаря размер-ностным соображениям удается решить полностью. Пусть в вязкой жидкости в момент времени / - 0 имеется распределение скоростей, соответствующее прямолинейной вихревой нити; требуется найти распределение скоростей в следующие моменты. [25]
Вихревая нить, превратившаяся в прямую, становится стационарной, как мы это нашли уже раньше для прямолинейных вихревых нитей. [26]
Рассмотрим прямолинейную вихревую нить с циркуляцией Г ( фиг. [27]
![]() |
Фотография вихриюй дорожки Кармана за движущимся цилиндром. [28] |
В сечении нормальной плоскостью ото течение соответствует точечному вихрю. Система точечных вихрей образует консервативную динамич. Сколь угодно малое возмущение первоначально прямолинейных вихревых нитей приводит к их искривлению с бесконечными скоростями. Поэтому в расчетах их наменяют вихреными трубками конечной завихренности. Узкая область завихренности, разделяющая две протяженные области безвихревого движения, моделируется вихревой пеленой - поверхностью, выстланной вихревыми нитями бесконечно малой интенсивности, так что суммарная их интенсивность на единицу длины по нормали к ним вдоль поверхности постоянна. Вихревая поверхность представляет собой поверхность разрыва касат. [29]
![]() |
Точечный вихрь вблизи плоской твердой границы.| Точечный вихрь внутри круговой области. [30] |