Обратное влияние - пограничный слой
Cтраница 2
С другой стороны, повышенное по сравнению с ламинарным пограничным слоем развитие толщины турбулентного слоя в предотрывной области приводит к большой поперечной ее протяженности и, как следствие, наличию существенного обратного влияния пограничного слоя на внешний поток. Это обратное влияние заметно искажает общую картину обтекания тела и не позволяет задавать наперед внешнее распределение давления. Только задачи слабого взаимодействия, соответствующего безотрывному течению, поддаются расчету; что же касается сильного, сопровождающегося отрывом взаимодействия, то оно до сих пор представляет непосильную задачу. Особенно сложны нестационарные явления попеременного отрыва турбулентного пограничного слоя то с одной, то с другой стороны плохообтекаемого тела ( автоколебания фабричных труб, перископов подводных лодок и др.) или со стенок плоского диффузора. [16]
Методы расчета ламинарного пограничного слоя в газовом потоке больших до - и сверхзвуковых скоростей, изложенные в предыдущих параграфах настоящей главы, были выдержаны в стиле классической теории пограничного слоя: распределение давления во внешнем безвихревом невязком потоке считалось заданным наперед, а обратное влияние пограничного слоя на внешний поток, даже в случаях таких очевидных нарушений предпосылок теории Прандтля, которые имели место в предотрывной области, где поперечные размеры и скорости в пограничном слое теряют свою сравнительную малость, не принималось во внимание. [17]
Методы расчета ламинарного пограничного слоя в газовом потоке больших до - и сверхзвуковых скоростей, изложенные в предыдущих параграфах настоящей главы, были выдержаны в стиле классической теории пограничного слоя: распределение давления во внешнем безвихревом невязком потоке считалось заданным наперед, а обратное влияние пограничного слоя на внешний поток, даже в случаях таких очевидных нарушений предпосылок теории Прандтля, которые имели место в предотрывной области, где поперечные. [18]
Строго говоря, даже нельзя задавать наперед распределение давлений или скоростей во внешнем потоке, так как это распределение в свою очередь зависит от развития пограничного слоя, а следовательно, является функцией рейнольдсова числа, шероховатости поверхности и других факторов; однако практически, если тело обтекается без срывов и рейнольдсовы числа достаточно велики, то пренебрежение обратным влиянием пограничного слоя на распределение давлений и скоростей во внешнем потоке оказывается допустимым. Обратное влияние пограничного слоя на внешнее обтекание проявляется особенно сильно на участках пограничного слоя, где слой наиболее толст, например вблизи точки отрыва. Если на пятнадцатипроцентном профиле экспериментальные точки ( крестики) вблизи задней кромки крыла лишь слабо отходят от расчетной теоретической кривой, то на сорокапроцентном профиле отклонения измеренных ( на рисунке - точки) давлений от рассчитанных уже очень велики. Особенно разительно сказывается обратное влияние пограничного слоя на внешний поток в случае плохо обтекаемых тел. [19]
Строго говоря, даже нельзя задавать наперед распределение давлений или скоростей во внешнем потоке, так как это распределение в свою очередь зависит от развития пограничного слоя, а следовательно, является функцией рейнольдсова числа, шероховатости поверхности и других факторов; однако практически, если тело обтекается без срывов и рейнольдсовы числа достаточно велики, то пренебрежение обратным влиянием пограничного слоя на распределение давлений и скоростей во внешнем потоке оказывается допустимым. Обратное влияние пограничного слоя на внешнее обтекание проявляется особенно сильно на участках пограничного слоя, где слой наиболее толст, например вблизи точки отрыва. Если на пятнадцатипроцентном профиле экспериментальные точки ( крестики) вблизи задней кромки крыла лишь слабо отходят от расчетной теоретической кривой, то на сорокапроцентном профиле отклонения измеренных ( на рисунке - точки) давлений от рассчитанных уже очень велики. Особенно разительно сказывается обратное влияние пограничного слоя на внешний поток в случае плохо обтекаемых тел. [20]
 |
Схема пограничного слоя на криволинейной поверхности. [21] |
Это оттеснение линий тока может вызывать значительное изменение продольных скоростей на границе слоя. Обратным влиянием пограничного слоя на внешний поток является возникновение поперечных скоростей, которые поддерживаются во внешнем потоке и являются важной характеристикой течения. [22]
Области пограничного слоя и внешнего потока, хотя и рассматриваются в расчете отдельно, не являются изолированными и границу между ними можно провести лишь с определенной степенью условности. В некоторых задачах необходимо учитывать обратное влияние пограничного слоя на внешний поток, граничные параметры которого входят в расчетные соотношения пограничного слоя. [23]
 |
Зависимость коэффициента концевых потерь от относительной высоты лопаток ( при оптимальном шаге и угле входа. [24] |
Для определения w ( s) следует решить прямую задачу теории решеток в потоке невязкой жидкости. Затем производится расчет пограничного слоя, причем обратное влияние пограничного слоя на распределение скорости внешнего потока при реальных числах Re и безотрывочном обтекании обычно не учитывается, так как толщина вытеснения очень мала. [25]
Действительно, если при этом применять уравнения Прандтля до точки отрыва, то распределение давления в слое уже нельзя брать из плавного потенциального обтекания, так как отрыв резко его искажает. В этом случае, как упоминалось, необходимо учитывать обратное влияние пограничного слоя на потенциальное обтекание или пользоваться экспериментальным распределением давления по поверхности профиля. Для подтверждения этого факта достаточно обратиться к рис. 58 и 59 ( стр. Отчетливо видна разница между распределением коэффициента давления по поверхности круглого цилиндра, рассчитанными по теоретическому безвихревому обтеканию идеальной несжимаемой жидкостью ( на рис. 58 - теор. [26]
Принтом воображаемый поток не может заполнить всю область пограничного слоя, часть плоскости между нулевой линией тока и границей полутела в воображаемом течении остается не заполненной жидкостью и линия у 8 является граничной линией тока. Таким образом, правильность высказанного ранее суждения о количественной стороне обратного влияния пограничного слоя на распределение давлений во внешнем потоке подтверждается. [27]
Следовательно, поперечное течение ( правда, весьма слабое, но конечное по интенсивности) сохраняется и на большом удалении от поверхности пластины. Несомненно этот эффект, обусловленный торможением жидкости о поверхность пластины, надо понимать как проявление обратного влияния пограничного слоя на внешний поток. [28]
 |
Примерное построение расчетной сетки. [29] |
Для выполнения расчета пограничного слоя на лопатке необходимо знать распределение скоростей по ее контуру. Если ограничиться случаем, когда радиальный зазор между лопатками и корпусом мал, и пренебречь обратным влиянием пограничного слоя на распределение давлений, то в первом приближении эти данные можно взять по результатам исследования неподвижных решеток. [30]
Страницы: 1 2 3 4