Оторвавшийся пограничный слой

Cтраница 3

Вплоть до точки отрыва распределение скоростей в пограничном слое в непосредственной близости от поверхности аналогично распределению при взаимодействии турбулентного потока с плоской поверхностью. Однако ниже места отрыва течение вязкой жидкости носит малоупорядоченный характер. Оторвавшийся пограничный слой имеет тенденцию сворачиваться в отдельные вихри, которые в шахматном порядке сносятся вниз основным потоком и за телом образуется так называемый гидродинамический след. До значения Re - 100 такой след имеет упорядоченную структуру, а затем по мере увеличения скорости основного потока приобретает неустойчивый характер. [31]

На рис. 103 вверху показана картина потенциального течения идеальной жидкости, обтекающей острый угол тела. Такова же картина течения и для вязкой жидкости при небольших скоростях, когда в пограничном слое жидкость всюду следует очертаниям тела. При большой скорости течения жидкость, двигавшаяся в пограничном слое, вследствие инерции движения отрывается у края пластины, как это показано на том же рисунке; за краем пластины создается область пониженного давления, куда засасываются струи оторвавшегося пограничного слоя, что и приводит к образованию вихря; вихрь относится течением, но вслед за ним создаются все новые и новые вихри. [32]

Схемы обтекания крылового профиля. [33]

Рейнольдса и, если движение возникло из состояния покоя, - от времени с начала движения. На рис. 188 показаны снятые на кинопленку последовательные стадии развития пограничного слоя и формирования вихрей при обтекании кормовой части цилиндрического тела потоком воды, возникающим из состояния покоя. В начальный момент пограничный слой почти отсутствует, и обтекание близко по структуре к потенциальному. Оторвавшийся пограничный слой свертывается в крупный вихрь, оттесняющий поток от поверхности тела. [34]

При М 3 и М, 4 влияние отрыва на двумерной модели распространялось фактически на 2 / з хорды модели, поэтому для сравнения с расчетом следует рассматривать только эту часть поверхности. Следовательно, полного снижения теплового потока на 44 % в соответствии с теорией ожидать не следует. Теория хорошо согласуется с экспериментом вплоть до перехода. Кроме того, установлено, что средний тепловой поток в случае оторвавшегося ламинарного пограничного слоя уменьшается в соответствии с теорией Чепмена независимо от площади поверхности нагревателя под оторвавшимся пограничным слоем. [35]

Отрыв пограничного слоя вблизи критической точки. [36]

Обтекание тел с затупленной кормовой частью ( неудобообте-каемых тел), как правило, сопровождается отрывами. Кинематическая структура потока зависит от числа Рейнольдса и, если движение возникло из состояния покоя, от времени с начала движения. На рис. 8.29 показаны снятые на кинопленку последовательные стадии развития пограничного слоя и формирования вихрей при обтекании кормовой части цилиндрического тела потоком воды, начинающим движение из состояния покоя. В начальный момент пограничный слой почти отсутствует, и течение близко по структуре к потенциальному. Оторвавшийся пограничный слой свертывается в крупный вихрь, оттесняющий поток от поверхности тела. [37]

Отошедшие от поверхности вследствие отрыва слоя вогнутые линии тока образуют зону, аналогичную рассмотренной в задаче гл. VI о течении газа во внутренней зоне тупого угла; в этой зоне возникает система скачков, обверткой которых служит косой скачок / /, играющий во внешнем потоке роль отраженного скачка. Основание этого скачка находится вблизи точки отрыва слоя S. Область отрыва может быть как разомкнутой, так и замкнутой в зависимости от интенсивности падающего скачка и характера невозмущенного распределения давлений по поверхности тела. В показанном на рисунке случае оторвавшийся пограничный слой поджимается обратно к поверхности тела в точке Т, отрывная область замыкается, а образующиеся внутри нее возмущения, если пограничный слой не был еще турбулентным, служат причиной возникновения перехода ламинарного слоя в турбулентный. [38]

При больших величинах Or экспериментальные данные систематически выше расчетных. Пера и Гебхарт предположили, что это может быть связано с неопределенностью положения эффективной передней кромки. Возможно также возникновение дополнительного движущего механизма таких течений, состоящего в следующем. В результате этого величина движущего давления может быть меньше, чем рассчитанная для не оторвавшегося пограничного слоя на, больших расстояниях от передней кромки. Из-за этого уменьшается также давление в области безотрывного течения, расположенной выше по потоку, ближе к передней кромке, пограничный слой утонь-шается и тепловые потоки становятся выше расчетных. [39]

При больших величинах Grx экспериментальные данные систематически выше расчетных. Пера и Гебхарт предположили, что это может быть связано с неопределенностью положения эффективной передней кромки. Возможно также возникновение дополнительного движущего механизма таких течений, состоящего в следующем. В результате этого величина движущего давления может быть меньше, чем рассчитанная для не оторвавшегося пограничного слоя на больших расстояниях от передней кромки. Из-за этого уменьшается также давление в области безотрывного течения, расположенной выше по потоку, ближе к передней кромке, пограничный слой утонь-шается и тепловые потоки становятся выше расчетных. [40]

Возникновение отрыва при обтекании цилиндра. [41]

В передней части цилиндра жидкость в пограничном слое движется в направлении градиента давления, в задней части - против градиента давления. Ясно, что градиент давления будет тормозить в первую очередь медленно движущиеся сдои жидкости, прилегающие к поверхности тела. Ниже этой точки вблизи стенки должно возникнуть возвратное движение жидкости. Здесь слои жидкости из пограничного слоя оттесняются в объем жидкости, так что пограничный слой как бы отрывается от поверхности твердого тела. Оторвавшийся пограничный слой образует струю, текущую в потоке жидкости. [42]

Страницы: 1 2 3