Обтекание - вращающийся цилиндр
Cтраница 1
Обтекание вращающегося цилиндра несимметрично. Циркуляция скорости Г 0, и на цилиндр действует подъемная сила Y, направленная снизу вверх перпендикулярно к вектору v0 скорости невозмущенного потока жидкости. Это явление называют эффектом Магнуса. Эффектом Магнуса обусловлена малая точность стрельбы гладкоствольной артиллерии. Под действием случайных причин шаровое ядро в процессе выстрела может приобрести вращение вокруг оси, не совпадающей с вектором скорости его поступательного движения. Благодаря этому на него будет действовать поперечная ( подъемная) сила, вызывающая отклонение ядра от расчетной траектории. [1]
 |
Обтекание вращающегося цилиндра. [2] |
Рассмотрим обтекание вращающегося цилиндра. На той стороне цилиндра, где скорость по окружности суммируется со скоростью потока, вихри образовываться не будут или их будет небольшое количество. С диаметрально противоположной стороны образуется область, заполненная вихрями. [3]
 |
Обтекание вращающегося цилиндра. [4] |
Рассмотрим обтекание вращающегося цилиндра. [5]
 |
Обтекание вращающегося цилиндра. [6] |
Рассмотрим обтекание вращающегося цилиндра. На той стороне цилиндра, где скорость по окружности суммируется со скоростью потока, вихри образовываться не будут или их будет небольшое количество. С диаметрально противоположной стороны образуется область, заполненная вихрями. [7]
Наглядность картины обтекания вращающегося цилиндра позволяет проследить происхождение подъемной силы и лобового сопротивления и отчетливо разделить роль вязкости в образовании той и другой силы. Подъемная сила обусловлена тем, что скорость жидкости над цилиндром оказывается больше, чем под ним, и поэтому, в соответствии с законом Бернулли, давление под цилиндром выше, чем над ним. Лобовое сопротивление обусловлено главным образом неполным обтеканием цилиндра - наличием позади него области с пониженным давлением. [8]
При рассмотрении картины обтекания вращающегося цилиндра особенно легко проследить происхождение подъемной силы н лобового сопротивления и роль сил вязкости в их возникновении. Подъемная сила обусловлена тем, что скорость жидкости над цилиндром оказывается больше, чем под ним, и поэтому, в соответствии с законом Бернулли, давление под цилиндром выше, чем над ним. [9]
Возникновение подъемной силы при обтекании вращающегося цилиндра называется эффектом Магнуса. Так как, скатившись с доски, цилиндр продолжает вращаться и при падении цилиндра происходит обтекание его потоком воздуха, направленным вверх, то возникает подъемная сила, направленная горизонтально и отклоняющая цилиндр назад. [10]
 |
Обтекание симметричного тела равномерным потоком воздуха.| Линии тока в вязком воздухе вокруг вращающегося цилиндра.| Обтекание вращающегося цилиндра набегающим потоком. [11] |
Чтобы лучше понять причину возникновения подъемной силы, рассмотрим вначале обтекание вращающегося цилиндра равномерным потоком воздуха. [12]
Чтобы лучше понять причину возникновения подъемной силы, рассмотрим вначале обтекание вращающегося цилиндра потоком воздуха. [13]
Однако для шотенциальных течений оба граничных условиях (3.35) для скорости в общем случае не могут быть выполнены одновременно. Если нормальная составляющая скорости вдоль границы наперед задана, то тем самым при потенциальном течении устанавливается и определенная касательная скорость, и поэтому условие прилипания не может быть удовлетворено. Исключением является случай, когда стенка движется вместе-с течением, следовательно, когда необходимость выполнения только что указанного условия отпадает. Простейшим примером такого течения является обтекание вращающегося цилиндра. В этом случае потенциальное течение может рассматриваться как решение уравнений Навье - Стокса, имеющее физический смысл. [14]
Страницы: 1