Cтраница 3
Наибольшее продвижение достигнуто в теории плоских потенциальных околозвуковых течений газа. Линеаризация уравнений в исходных переменных в рамках теории малых возмущений скорости, как уже говорилось ранее, при околозвуковых скоростях невозможна. [31]
Уравнение (16.29) широко использовалось для исследования околозвуковых течений. [32]
При М - 1 коэффициент при производной в левой части стремится к нулю и весь этот член по своему порядку становится меньше отброшенных при линеаризации членов в уравнениях движения газа. Поэтому приведенное выше уравнение непригодно при изучении околозвуковых течений газа. [33]
Очевидно, что в силу симметрии течения направления звуковой линии и линии симметрии течения в точке их пересечения перпендикулярны. Точка на звуковой линии, в которой ее направление перпендикулярно линии тока, называется центром околозвукового-течения. Интересные особенности околозвукового течения вблизи центра будут рассмотрены в этом параграфе ниже. [34]
Это направление достаточно хорошо разработано и с успехом применяется для дозвуковых течений газа. Однако возможность распространения гидродинамической теории теплообмена на околозвуковую область пока еще не выяснена в достаточной мере. Между тем, околозвуковые течения отличаются некоторыми особенностями, заслуживающими самого пристального внимания. [35]
То, что уравнение (3.30), выражающее основную идею гидродинамической теории теплообмена в ее привычной простейшей форме, в рассматриваемых условиях теряет. Раньше уже было выяснено, что в чистом виде прямая пропорциональность между числом St и коэффициентом гидродинамического сопротивления может иметь место только при безградиентном течении. Между тем, для околозвуковых течений характерны именно очень значительные градиенты, и их искажающее влияние с необходимостью должно проявиться. [36]
Легко видеть отсюда, что при переходе через скорость звука величина dxjdq меняет знак. Заметим, что при а, меньшем критической скорости, течение Менуэлла ( точно так же, как и течение Ринглеба) можно продолжать через границу. При этом мы получаем пример околозвукового течения. [37]
Наряду с созданием в основном для расчета околозвуковых течений в потенциальном приближении специальных численных схем ( см. Введение к Части 7) в ЛАБОРАТОРИИ был развит метод [21], который с учетом особых свойств околозвуковых потоков позволяет находить интегральные характеристики сопел с существенно более высокой точностью, чем точность численного определения используемых для этого параметром течения. [38]
![]() |
Обтекание цилиндра, по Эйлеру. [39] |
Еще более драматическим обстоятельством является то, что для некоторых профилей никакое околозвуковое течение без ударной волны невозможно. Этот парадокс околозвукового течения недавно установлен К. По терминологии теоремы 1, это означает, что задача околозвукового течения в теоретической ( Эйлера - Л агранжа) гидродинамике может быть переопределенной. [40]
В высшей степени интересно, что для теплового взаимодействия потока с твердой стенкой не удается обнаружить никаких эффектов, хотя бы отдаленно похожих на резкое уменьшение гидродинамического сопротивления при подходе к скорости звука. Наоборот, на основании весьма обширных опытных данных критическое сечение совершенно справедливо считается зоной наивысшей интенсивности теплообмена. Таким образом, поведение коэффициентов теплоотдачи и сопротивления в области околозвуковых течений оказывается очень различным, и никаких простых соотношений между ними установить невозможно. [41]
Франкль, Гудерлей и Буземан ввели предположение, что непрерывный поток является исключением и может существовать только для определенных обводов тела; при этом изменение формы контура тела при некотором числе М набегающего потока или изменение этого числа при фиксированном контуре приводит к возникновению скачков уплотнения. Этой точке зрения противостояла другая, основанная на найденных к этому времени точных примерах непрерывных течений с околозвуковыми скоростями ( например, решения Дж. Все это дало основание некоторым ученым думать, что можно практически осуществить непрерывное течение около профиля произвольной формы. Так же, как и в 30 - х годах, эксперименты 40 - х годов указывали на то, что переход через скорость звука происходит либо с образованием ударных волн, либо течение становится неустановившимся, а позднее, в 1953 г., обнаружили непрерывное околозвуковое течение. Противоречие между теоретическими и экспериментальными данными, между данными отдельных экспериментов в то время не могло быть объяснено. [42]