Область - сверхзвуковое течение
Cтраница 2
В предыдущем параграфе предполагалось, что в рассматриваемых условиях обтекания крылового профиля и при выбранном значении числа MCQ в набегающем потоке нигде, ни на поверхности профиля, ни вне его, не образуется область сверхзвукового течения, или, точнее, не возникает скорость движения газа, равная местной скорости звука. [16]
Проведем в плоскости ( рф из некоторой точки С звуковой линии, лежащей достаточно близко к К -, прямую С В - отрезок линии ( р const. Рассмотрим область сверхзвукового течения, ограниченную дугой СК В звуковой линии и прямой СВ. Проведем из точки С обе характеристики; одна из них лежит в рассматриваемой области и, следовательно, может быть продолжена до звуковой линии, которую она пересечет в некоторой точке D ф С. [17]
Изучение сверхзвуковых потоков разреженных газов представляет интерес как для решения практических задач, связанных с полетами тел на больших высотах, так и для решения принципиальных вопросов аэродинамики разреженных газов. Экспериментальных работ в области сверхзвуковых течений разреженных газов опубликовано мало. Это объясняется в большой степени методическими трудностями. Большинство методов, успешно применяемых для исследования течений плотных газов, или не применимо в случае течений разреженных газов, или их применение требует сложных усовершенствований. Их применимость ограничивается давлениями 1 - 10 мм рт. ст. Поэтому метод визуализации, использующий свойства послесвечения, представляется наиболее перспективным для исследований течений разреженных газов. В основе метода лежит зависимость интенсивности послесвечения от термодинамического состояния газа. Применение метода ограничивается давлением, при котором уже невозможно организовать разряд, вызывающий длительное послесвечение. В зависимости от условий эксперимента, предельное давление может быть доведено до 8 - б - 10 - 3 мм рт. ст. В статье [1] дается обзор работ, посвященных исследованию свойств послесвечения в азоте и воздухе и их применению в газодинамических исследованиях. Медленное затухание свечения позволяет работать на стационарных аэродинамических установках и получать картины обтекания тел регистрацией на фотопластинку. В таких газах, как Не, Ar, Ne, H2 и др., послесвечение длится в среднем 10 - 3 - 10 - 2 сек. При таком быстром затухании приходится работать в области малых интенсивностей света, а это вызывает необходимость фотоэлектронной регистрации. Малая продолжительность послесвечения накладывает ограничение на скорость исследуемых процессов - они должны протекать за 10 5 - 10 - 4 сек. Процесс сжатия газа в ударной волне отвечает этому требованию. Что касается более медленных процессов, то они будут регистрироваться с искажениями, вызванными наложением процесса высвечивания на исследуемый процесс. Возможность использования послесвечений небольшой длительности позволяет выбрать наиболее простой тип возбуждающего разряда. [18]
 |
Характеристические кривые. [19] |
Итак, семейство характеристик плоского установившегося течения образовано из кривых С, удовлетворяющих первому из уравнений (49.4), кривых С, удовлетворяющих второму из уравнений (49.4), и линий тока. Через каждую точку области сверхзвукового течения проходят, следовательно, три характеристики; заметим, что касательная к линии тока является биссектрисой угла между кривыми С и С ( рис. - 7, а), Характеристики С можно интерпретировать как линии, по которым проходит распространение бесконечно малых возмущений в установившемся течении; столь же важна, однако, интерпретация характеристик как таких линий, вдоль которых могут соприкасаться два решения. [20]
С увеличением числа Mj скорость непосредственно за носиком лопатки становится сверхзвуковой и потом скачком переходит в дозвуковую; кроме того, заметен отрыв пограничного слоя. Дальнейшее увеличение скорости набегающего потока приводит к расширению области сверхзвуковых течений: наблюдаются отражение скачков от соседней лопатки и отрыв пограничного слоя. [21]
При меньших значениях противодавления возникает второй диффузорный режим работы канала, на котором поток во входном сечении становится звуковым или сверхзвуковым. На участке канала, примыкающем к входу, возникает область сверхзвукового течения, замыкаемая прямым скачком уплотнения, за которым образуется дозвуковое течение. Помимо потерь давления, вызываемых трением и вихреобразованием, на этом режиме появляются и волновые потери. [22]
 |
Сравнение расчетных. [23] |
Входящий в интегральные уравнения градиент давления определялся по измеренному распределению давления по длине стенки. Расчет дает удовлетворительное согласование с опытом для большей части области сверхзвукового течения; расхождение наблюдается вниз по течению к концу криволинейной поверхности, что, по-видимому, является результатом действия поперечных градиентов давления, возникающих под влиянием сильного изменения скорости сверхзвукового потока. Доказательством надежности рассматриваемого расчетного метода является и тот факт, что в полном соответствии с данными измерений расчет показывает отсутствие отрыва пограничного слоя. [24]
Унру ( 1981) обратил внимание на то, что явление квантового рождения частиц в черных дырах допускает гидродинамическую аналогию. Если при течении жидкости или газа имеется замкнутая двумерная поверхность, разделяющая области дозвукового и сверхзвукового течения ( сопло Лаваля), то в подобной системе должно возникнуть излучение фононов с тепловым спектром. [25]
Для возбуждения ударных волн в воздухе нужно затрачивать энергию. Следовательно, этот процесс должен сопровождаться возникновением дополнительного сопротивления воздушной среды движению тела, называемого в аэродинамике волновым сопротивлением тела. Однако роль волнового сопротивления весьма существенна и при больших дозвуковых скоростях. Это связано с тем, что местная скорость воздуха, обтекающего выпуклую поверхность, может значительно превышать скорость движения тела. Поэтому при достаточно большой дозвуковой скорости тела около его поверхности образуется область сверхзвукового течения, в которой возникают слабые ударные волны, вызывающие заметное увеличение сопротивления. [26]
Следовательно, этот процесс должен сопровождаться возникновением дополнительного сопротивления воздушной среды движению тела, называемого в аэродинамике волновым сопротивлением тела. Однако роль волнового сопротивления весьма существенна и при больших дозвуковых скоростях. Это связано с тем, что местная скорость воздуха, обтекающего выпуклую поверхность, может значительно превышать скорость движения тела. Поэтому при достаточно большой дозвуковой скорости тела около его поверхности образуется область сверхзвукового течения, в которой возникают слабые ударные волны, вызывающие заметное увеличение сопротивления. [27]
Страницы: 1 2