Скорость - потенциальный поток
Cтраница 2
 |
Схема течения в пограничном слое.| Отклонение линий тока в пограничном слое на значение толщины вытеснения. [16] |
Течение в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным; переход от одного к другому определяется критическим числом Рей-нольдса. В силу свойства прилипания жидких или газовых частиц к твердым поверхностям в пристенном пограничном слое скорость на обтекаемой стенке равна нулю ( исключая случаи разреженных газов), а при удалении от нее по нормали приближается к скорости потенциального потока невязкой жидкости, обтекающего ту же поверхность. Расстояние 8 от стенки до этой границы называется толщиной пограничного слоя. При малых числах Рейнольдса 8 может быть весьма большой, при больших числах Re отношение 8 / jc ( рис. 1.33, 1.34) мало. [17]
Нестационарный пограничный слой имеет одну существенную особенность по сравнению со стационарным пограничным слоем. Эта особенность заключается в том, что внешний поток описывается волновым уравнением, относящимся к гиперболическому типу, в то время как в случае стационарного пограничного слоя внешний поток определяется уравнением Лапласа, принадлежащим к уравнениям в частных производных эллиптического типа. Поэтому следует различать случай передней острой кромки, где при плавном натекании скорость внешнего потенциального потока имеет конечное значение, и тупой передней кромки - обычной критической точки, в которой скорость внешнего потока равна нулю. В первом случае возмущение, вносимое передней кромкой, будет распространяться вниз по потоку с конечной скоростью, создавая различные по характеру распределения скоростей до и после прохождения волны, во втором - наличие нулевой скорости распространения возмущений избавляет от необходимости учитывать влияние этого начального ( при х 0) возмущения, и, следовательно, движение в пограничном слое будет определяться только заданием скорости на внешней границе. Практически это означает, что в первом случае при U Ф 0 выполнение последнего начального условия в системе ( 204) является существенным, во втором - этим условием можно пренебречь. Изложенное выше решение относится к случаю импульсивного приведения в движение цилиндрического тела с тупой передней кромкой, так что U 0, и последнее из условий ( 204) может быть опущено. [18]
Если верхнюю линию тока расположить слишком низко ( фиг. В и 4 начнут сходиться и не будут перпендикулярны верхней линии тока. Другая трудность при построении сетки заключается в близости линий тока к концам шпунтовых стенок в точках С и F, Эти точки занимают особое положение в гидродинамической сетке. Из гидродинамики известно, что скорость потенциального потока, обтекающего тупой угол, становится бесконечно большой в вершине этого угла. Такой скоростью подземные воды обладать не могут, поскольку, как отмечено ранее, поток подземных вод имеет вихревой характер. Однако вблизи концов шпунтовых стенок скорость потока все же значительна, вследствие чего закон Дарси здесь неприменим. Следовательно, линия тока может проходить очень близко к концам шпунтовых стенок. Элементы сетки около концов шпунтовых стенок также имеют своеобразные очертания. [19]
Страницы: 1 2