Cтраница 1
Точка отрыва турбулентного пограничного слоя смещается по поверхности тела вниз по потоку по сравнению с точкой отрыва ламинарного пограничного слоя. При этом размеры донной срывной зоны с низким давлением уменьшаются и уменьшается сопротивление тела. Для тел, у которых точка отрыва не зависит от режима течения в пограничном слое ( например, у пластины, перпендикулярной потоку), кризис сопротивления не наблюдается. [1]
Предсказание точки отрыва турбулентного пограничного слоя является более важной, но и более трудной проблемой. В большинстве технических устройств ( например, турбомашинах) пограничный слой турбулентен. Это позволяет применять сильно изогнутые профили и относительно большие углы атаки при безотрывном обтекании. Однако при отклонении режима работы турбомашины от расчетного возникают такие положительные градиенты давления, которые приводят к отрыву турбулентного слоя. В этих режимах снижается эффективность и надежность работы машины. [2]
Положение точки отрыва турбулентного пограничного слоя определяется опытными значениями формпараметра fs - 2н - 6, причем значения / s, при которых в конкретных случаях происходит отрыв, зависят от степени диффузорности течения. [3]
Вопрос об определении положения точки Отрыва турбулентного пограничного слоя нуждается еще в дополнительных теоретических и экспериментальных исследованиях. Можно все же думать, что предложенное приближенное решение правильно оценивает характер явления. Сформулированный только что вывод относительно взаимного расположения точек отрыва ламинарного и турбулентного пограничных слоев хорошо подтверждается опытами. Как только точка перехода в своем движении вверх по течению достигнет точки отрыва, отрыв теряет свой ламинарный характер и сразу же начинает перемещаться вниз по потоку, улучшая тем самым обтекание тела и уменьшая его сопротивление. [4]
В дальнейшем будет доказано, что точка отрыва турбулентного пограничного слоя при том же распределении скоростей во внешнем потоке всегда расположена ниже по потоку, чем точка отрыва ламинарного слоя. [5]
Опытные значения формпараметра Г, соответствующие точке отрыва турбулентного пограничного слоя, существенно превышают соответствующие значения по данным И. [6]
Блюминой амплитудные значения поперечной силы, определенные интегрированием пульсаций давления до точки отрыва турбулентного пограничного слоя, хорошо согласуются со значениями, полученными в США Ю. Ч. Фыном ( I960) на закризисных режимах. [7]
Подставляя выражение характерного размера пограничного слоя из формул (2.10), (2.11), (2.14) или (2.15) в соотношение (2.4), получаем простое уравнение для нахождения точки отрыва турбулентного пограничного слоя в несжимаемой жидкости. [8]
Закритический режим обтекания ( 5 5 - 105 Re 3 5 - 106) характеризуется уменьшением отрывного пузыря с увеличением числа Re и смещением вверх по потоку точки отрыва турбулентного пограничного слоя. По-прежнему наблюдается сильный фон турбулентных пульсаций, на котором трудно выделить доминирующую частоту. В работе [ Эрикссон Л.Э., 1979 ] высказывается предположение, что причиной столь сильного расхождения экспериментальных данных может быть нарушение двумерного характера течения в зоне отрыва за цилиндром. [9]
АА с указанием ширины свободного ламинарного слоя; г - границы свободного слоя при числах Рейнольдса 5000 и 14 480 и графики изменения ширины свободного слоя с расстоянием ж по потоку; сплошная кривая соответствует числу Рейнольдса 5000, штриховая - более высокому числу Рейнольдса или потоку с более интенсивной турбулентностью при числе Рейнольдса 5000; 8 - положение точки отрыва ламинарного пограничного слоя и общий характер течения при числе Рейнольдса 80 000; переход происходит одновременно с отрывом; е - положение точки отрыва турбулентного пограничного слоя и общий характер течения при числе Рейнольдса 1 000 000; переход начинается в ламинарном пограничном слое перед точкой отрыва. [10]
Условием отрыва, как было сказано, является равенство нулю касательного напряжения на стенке. Отсюда следует, что для предсказания отрыва должна быть установлена достаточно точная связь между формой эпюры скоростей, продольным градиентом давления и касательным напряжением на стенке. Известно много критериев, служащих для определения точки отрыва турбулентного пограничного слоя. [11]
Следует заметить, что визуальные наблюдения ( рис. 227) подтверждают описанную картину улучшения обтекания шара в указанной области рей-нольдсовых чисел. Явление это, получившее еще наименование кризиса обтекания, объясняется изменением расположения на шаре линии перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. При Re, меньших 1 5 - 105, на поверхности шара происходит отрыв ламинарного пограничного слоя, переходящего в турбулентный вне шара в оторвавшемся слое. При возрастании рей-нольдсова числа область перехода, расположенная в следе за шаром - отметим ее буквой Т - перемещается навстречу потоку и приближается к поверхности шара. В дальнейшем будет доказано, что точка отрыва турбулентного пограничного слоя при том же распределении скоростей во внешнем потоке всегда расположена ниже по потоку, чем точка отрыва ламинарного слоя. Судя по характеру кривых рис. 226, можно думать, что в точке перехода Т происходит местный, не получающий дальнейшего развития отрыв ламинарного слоя, сопровождающийся обратным прилипанием уже турбулентного пограничного слоя к поверхности шара. Такой турбулентный пузырь ( английский термин bublle) отрыва в развитом своем виде уже давно наблюдался на лобовых участках крыловых профилей. [12]