Устойчивость - ламинарный пограничный слой
Cтраница 3
Большое практическое значение имеет вопрос об устойчивости ламинарного пограничного слоя. Устойчивость ламинарного пограничного слоя понижается при увеличении пульсаций во внешнем потоке, увеличении положительного градиента давления, увеличении шероховатости стенки. [31]
Вопрос устойчивости ламинарного пограничного слоя для несжимаемой жидкости был в окончательной форме выяснен математической работой С. Проблема устойчивости ламинарного пограничного слоя сжимаемой жидкости была недавно исследована С. В общем случае, если существует поток тепла через стенку, то сжимаемость оказывает стабилизирующее действие, тогда как в случае теплоизолированной стенки действие сжимаемости будет обратным. [32]
Таким образом, проблема устойчивости в широком смысле должна включать вопрос о взаимодействии между пограничным слоем и внешним потоком, в частности, между пограничным слоем и ударной волной. Охлаждение стенки, вследствие излучения может увеличить устойчивость ламинарного пограничного слоя в широких пределах. Что касается вполне развитой теории турбулентного пограничного слоя и турбулентного отрыва, то эти задачи не были решены даже в случае несжимаемой жидкости. Задача об отрыве в сверхзвуковом потоке тесно связана с задачей об образовании ударных волн. Он имеет фундаментальное значение для проблемы перехода через скорость звука. [33]
 |
Крыло со вспомогательными поверхностями. / - аэродинамический выступ. 2 - иа. [34] |
Теплопередача между стенкой и обтекающим газом очень сильно влияет на устойчивость ламинарного пограничного слоя и его переход в турбулентное состояние. [35]
Так, например, в теории ламинарного и турбулентного движения в трубе буква К означает коэффициен-сопротивления, в теории устойчивости ламинарного пограничного слоя - длину волны возмущающего движения, а в теории теплопередачи - коэффициент теплопроводности. [36]
Турбулентный пограничный слой встречается чаще, чем ламинарный. При больших числах Рейнольдса он может устанавливаться на обтекаемой поверхности сразу, начиная от передней критической точки, или возникать на некотором расстоянии от нее в результате нарушения устойчивости ламинарного пограничного слоя и превращения его в турбулентный. С момента образования турбулентного пограничного слоя движение перестает быть установившимся, даже если граничные условия не зависят от времени; компоненты скорости и другие величины испытывают беспорядочные пульсационные изменения. [37]
Из теории ламинарного пограничного слоя ( глава VII) известно, что при обтекании цилиндрического тела кривизна стенки не оказывает существенного влияния на развитие пограничного слоя, правда, при условии, что радиус кривизны стенки значительно превышает толщину пограничного слоя. Это объясняется тем, что развитие пограничного слоя на таких телах практически не зависит от воздействия центробежной силы, и поэтому пограничный слой развивается на них совершенно так же, как на плоской пластине под воздействием того градиента давления, который имел бы место при невязком обтекании рассматриваемого тела. То же самое относится и к расчету устойчивости ламинарного пограничного слоя с градиентом давления. [38]
Управление процессами обтекания предполагает решение задач, связанных с исследованием устойчивости этого обтекания, под которым понимают свойство того или иного газового потока ( или его отдельных участков) сохранить определенный режим и заданные параметры. Это решение в свою очередь связано с осуществлением мер, направленных на обеспечение устойчивости и составляющих содержание процесса стабилизации газового потока. В исследовании таких процессов значительное место занимают проблемы устойчивости ламинарного пограничного слоя и его стабилизации ( гл. [39]
Управление обтеканием, проявляющееся в непосредственном воздействии на поток газа около летательных аппаратов, используется для улучшения их аэродинамических свойств и позволяет решать две основные задачи. Одна из них связана с таким воздействием на обтекающий газ, при котором достигаются заданные суммарные аэродинамические характеристики или их составляющие. Например, может обеспечиваться нужное значение максимального коэффициента подъемной силы или наивыгоднейшее аэродинамическое качество, требуемое изменение ( повышение или снижение) лобового сопротивления, сохранение устойчивости ламинарного пограничного слоя и, как результат, уменьшение трения и теплопередачи. Решение второй задачи позволяет формировать таким образом управляющий поток, чтобы улучшить условия обтекания органов управления и стабилизирующих устройств ( оперения) и тем самым повысить управляющий и стабилизирующий эффекты. [40]
Это приведет к кривой ( на рис. 215 показанной штрихами), имеющей наклон противоположного знака и пересекающей основную кривую. Точка пересечения сплошной кривой со штриховой определит искомое / Кр для данного конкретного случая задания - распределения внешней скорости U ( x), a тем самым и абсциссу хкр точки потери устойчивости. Не следует смешивать эту точку потери устойчивости ламинарного пограничного слоя ни с началом переходной области, ни с той точкой перехода ламинарного движения в турбулентное, которая интересует практику. Под началом переходной области обычно понимают точку ( сечение пограничного слоя), где развивающиеся возмущения нарастают настолько заметно, что уже начинают изменять ламинарный характер движения в пограничном слое, а под точкой перехода такую промежуточную точку переходной области, где турбулентный характер движения уже значительно проявился, например, в искажении профиля скоростей в сечениях пограничного слоя. В тех случаях, когда протяженность переходной области по сравнению с размерами тела невелика или не требуется большой точности в определении положения перехода, пользование понятием точки перехода вполне приемлемо. [41]
Согласно общепринятой теории устойчивости, основанной на методе малых возмущений, предполагается, что ламинарное течение подвергается воздействию каких-то малых возмущений, вызванных, например, шероховатостью стенки или неравномерностью внешнего течения. Эта теория устанавливает, при каких условиях затухают или нарастают со временем эти возмущения. При этом затухание означает, что ламинарное течение устойчиво и, наоборот, нарастание соответствует неустойчивости, характеризуемой теоретическим значением критического числа Рейнольдса ReKp. В его определении и заключается основная задача теории устойчивости ламинарного пограничного слоя. Оценка этого числа позволяет сделать вывод о характере движения в таком слое. Если достигнутые числа Рейнольдса меньше критического, то появляющиеся возмущения затухают, а при более высоких нарастают. [42]
После этого оператор может запросить изображение данных по пограничному слою, соответствующих рассчитанному распределению давления. Получив значение угла атаки, для которого требуются характеристики пограничного слоя, ЭВМ выводит на экран несколько графиков как для верхней, так и для нижней поверхности крыла. Сначала показывается положение критической точки, а затем нарастание ламинарного пограничного слоя для обеих поверхностей. Кроме того, изображается характеристика ламинарного поверхностного трения и определяется устойчивость ламинарного пограничного слоя. На основании этих вычислений оператор может увидеть, что происходит раньше по профилю крыла: ламинарный отрыв или переход к турбулентному потоку. [43]
 |
Изменение относительного местного коэффициента трения в зависимости от интенсивности отсоса. [44] |
Однако чрезмерный отсос невыгоден из-за большого расхода газа, что вызывает дополнительные энергетические затраты, несмотря на некоторое снижение лобового сопротивления. В связи с этим необходимо определить минимальное количество отсасываемого газа, достаточное для сохранения пограничного слоя ламинарным. При этом важно учитывать, что в случае достаточно большой скорости отсасывания уменьшенная толщина пограничного слоя может стать соизмеримой с высотой бугорков шероховатости. В этих условиях возникает возможность потери устойчивости ламинарного пограничного слоя. [45]
Страницы: 1 2 3 4