Влияние пограничного слоя при двумерном

Б. ВЛИЯНИЕ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ. ДВУМЕРНОЕ ТЕЧЕНИЕ [c.297]

В последнее время появились работы, посвященные расчетному исследованию течений в соплах Лаваля на основе решения полных уравнений Навье — Стокса [102, 103, 191, 204, 205]. В этих работах для нахождения стационарного решения используется метод установления. В работе [205] проведено исследование колебательно-неравновесного течения смеси СОг — N2 — О2 — Н2О в плоских соплах Лаваля при больших и умеренных числах Рейнольдса. Изучен ряд особенностей, свойственных этим течениям процессы колебательной релаксации в невязком ядре и пограничном слое, двумерный характер течения, влияние колебательной релаксации на распределение газодинамических параметров, обратное влияние пограничного слоя на течение в невязком ядре потока. [c.348]

Можно показать, что написанные выше уравнения пограничного слоя для некоторых геометрических конфигураций снова допускают автомодельные решения. В следующих трех разделах обсуждаются как эти, так и некоторые другие решения. В разд. 5.2 рассмотрены плоские наклонные поверхности при —я/2 < 0 < я/2. В разд. 5.3 описаны горизонтальные течения. В следующем разделе изучаются течения около симметричных двумерных и осесимметричных тел, в том числе около цилиндров и сфер. Кратко рассмотрены и трехмерные течения. В разд. 5.5 приведены корреляционные формулы, основанные на экспериментальных данных. За этим разделом следует рассмотрение влияния стратификации плотности окружающей среды на течение и параметры переноса. Во многих случаях происходит взаимодействие нескольких течений или течение взаимодействует с поверхностями. Такие взаимодействующие течения рассматриваются в разд. 5.7. В последнем разделе описан механизм отрыва потока, наблюдающегося в горизонтальных и наклонных течениях, [c.217]

Влияние ненулевой скорости на поверхности, обусловленной большой скоростью массопереноса, можно также учесть в виде поправочного множителя к коэффициенту массопереноса, характеризующему систему в отсутствие скорости на поверхности. Этот поправочный множитель зависит от отношения массовых потоков. Показано, что при больших числах Шмидта этот множитель одинаков для произвольных двумерных пограничных слоев [9] и для вращающегося диска [8]. [c.304]

Влияние продольного магнитного поля на осесимметричное течение исследовалось в разделе IV, В, где отмечалось, что осевое поле несколько увеличивает толщину пограничного слоя. Однако это установлено для двумерного течения и для напряженности поля, гораздо большей, чем напряженность индуцированного поля. [c.44]

При сверхзвуковых режимах течения имеется еще одна важная особенность, которая связана с тем, что наиболее неустойчивыми оказываются трехмерные возмущения. На рис. 4.13 показаны результаты расчетов [52] (выполнявшихся на основе системы уравнений Дана — Линя) числа Рейнольдса потери устойчивости для пограничного слоя на плоской пластине для двумерных возмущений и наиболее неустойчивых трехмерных. Совместное влияние градиента давления и отсоса при сверхзвуковом обтекании иссле- [c.96]

Учитывая вышеизложенное, начальная часть главы охватывает круг вопросов, связанных с изучением структуры пространственного турбулентного пограничного слоя в открытой продольно обтекаемой угловой конфигурации в условиях взаимодействия с падающим извне косым скачком уплотнения варьируемой интенсивности, а также в его отсутствие. Под открытой конфигурацией здесь подразумевается прямой двугранный угол, образованный двумя пересекающимися плоскими поверхностями, поперечный размер которых (в направлении размаха) выбран настолько большим, что позволяет избежать влияния концевых эффектов на параметры течения вблизи ребра угла. Заметим, что большинство исследований, посвященных изучению структуры течения в сходных конфигурациях, выполнено в условиях воздействия скачка уплотнения, инициированного или генератором простой геометрии, расположенного непосредственно на обтекаемой поверхности [33], или двумерным углом сжатия [34], где характер течения имеет принципиальные отличия. Поэтому изложение материала не распространяется на известные случаи обтекания угловых конфигураций типа киль — плоская пластина и, кроме того, ограничивается в основном освещением только наиболее важных сторон исследуемого явления. [c.308]

Второе предположение об относительно малых размерах зоны локального перехода подтверждается опытными данными [1.59-1.61, 1.66, 1.116] по переходу ламинарного пограничного слоя в турбулентный. Предположение о разгоне жидкости (после перехода) до скорости uq по всему слою вплоть до самой стенки является, в известной мере, идеализацией процесса, позволяющей упростить модель. В связи с этим следует отметить, что в работах [1.110 и [1.115], в которых рассматривались, соответственно, нестационарная одномерная и стационарная двумерная модели течения, были получены решения и для случая, когда элементарный слой начинает развиваться не с нулевой, а с некоторой конечной толщины 5г > 0. Однако это усложнение моделей приводит лишь к непринципиальным количественным отличиям в результатах решения по сравнению со случаем, когда 6i — 0. Что же касается четвертого предположения, то, как известно из теории устойчивости ламинарного пограничного слоя, при докритических числах Рейнольдса все возмущения гасятся в ламинарном слое. Поэтому турбулентность, генерируемая в процессе разрушения слоя, практически не оказывает существенного влияния на критическую толщину следующего элементарного слоя и характер его развития. [c.84]

Закерулла и Акройд [177] опубликовали результаты аналогичного исследования для изотермических горизонтальных круглых дисков. На периферии диска развивается двумерный пограничный слой. По мере приближения к центру диска все большее влияние на пограничный слой оказывает осесимметричное поджатие течения. Вблизи центра анализ по методу пограничного слоя становится непригодным. Течение поворачивает вверх и образует основание восходящего факела. Но суммарный тепловой поток от поверхности зависит главным образом от больших тепловых потоков на периферии диска, где применима теоретическая модель пограничного слоя. Выражение для числа Нуссельта Nud, определенного по диаметру диска D = 2а, имеет вид [c.240]

Вдув и отсос. Меркин [117] исследовал влияние вдува и отсоса для течений пограничного слоя на двумерных телах и показал, что для некоторых форм тела и скоростей вдува (отсоса) также возможны автомодельные решения. Пусть iV oVI ) — скорость протекания сквозь поверхность, где 7 (А )—безразмерная функция, определяющая закон изменения скорости протекания, а знаки соответствуют вдуву ( + ) или отсосу (—). Течение, как и прежде, определяется уравнениями (5.1.11) — [c.254]

Предложена программа расчета ЖРД с газообразными продуктами сгорания для установившегося режима работы и обычного сверхзвукового сопла [134]. В табл. 16 указаны учитываемые программой процессы и диапазоны свойственных им потерь. Расчеты базируются на двух подпрограммах — анализе двумерного течения в сопле с учетом кинетики химических реакций (TDK) и анализе турбулентного пограничного слоя (TBL). По первой рассчитывается удельный импульс для невязкого газа с конечными скоростями химических реакций. Подпрограмма позволяет учитывать две зоны с разным соотношением компонентов, а также неполное выделение энергии. Во второй рассчитывается влияние вязкости и теплопередачи в стенку камеры. Расчет носит итерационный характер в последовательности TDK- TBL- TDK и завершается определением удельного импульса (рис. 90). На рис. 91 графически представлены учитываемые виды потерь (интересно сравнить этот метод с аналогичной процедурой расчета удельного импульса РДТТ, которую иллюстрирует рис. 57). Эта программа пригодна для топлив, состоящих из следующих химических элементов углерод, водород, азот, кислород, фтор и хлор. Разработан метод расчета взаимосвязи полноты сгорания в камере с потерями в сопле. [c.170]

Влияние неоднородности течения в пограничном слое в газе на его устойчивость исследовалось в работах [133—137]. Эти результаты получены без учета вязко-невязкого взаимодействия, вследствие которого пограничный слой при сверхзвуковых режимах течения индуцирует градиент давления во внешнем потоке. Известно, что с ростом числа Маха роль этого эффекта должна возрастать [122]. Влияние вязко-невязкого взаимодействия на характеристики устойчивости неоднородных пограничных слоев при сверхзвуковых скоростях обтекания изучалось в работе 138]. Было рассмотрено обтекание плоской пластины при М = 4,5, числе Прандтля Рг = 0,72, показателе адиабаты и = 1,41, температуре торможения Го = 310 К, коэффициент вязкости зависел от температуры по формуле Сазерленда. Основное течение рассчитывалось в приближении локальной автомодельности [122]. Условия иа внешней границе пограничного слоя определялись в рамках теории сверхзвукового обтекания тонкого профиля с уравнеинем поверхности г/ = б (ж), где б — толш ина вытеснения на плоской пластине без учета вязко-невязкого взаимодействия. Далее расчет выполнялся на основе найденных профилей скорости и температуры. На рис. 5,7 показана зависимость пространственного усиления тш /.т-компонснты двумерного возмуш ения массового расхода от величины Т[ = уРУ х х/р ио, в сечении, соответствующем В = 1550, вычисленная с учетом неоднородности течения. На рис. 5,8 представлено распределение модуля возмущения ж-компоненты массового расхода по пограничному слою для тех же условий. Как видно из этих рисунков, эффект вязко-невязкого взаимодействия проявляется в окрестности максимума модуля возмущения ж-компонепты массового расхода. Результаты расчета без взаимодействия совпадают с данными работы [134]. [c.120]

При изучении влияния кривизны поверхности на турбулентные пограничные слои следует различать кривизну в продольном и трансверсальном направлениях. Воздействие продольной кривизны носит более сложный характер, так как в отличие от поперечной она существенно влияет на структуру турбулентности. Эффект влияния выпуклой и вогнутой стенок на распределение рейнольдсовых напряжений в двумерном турбулентном пограничном слое изложен во многих работах (см., например, обзор Фернхольца в [5]), поэтому мы на этом остановимся лишь вкратце. [c.165]

Первое обстоятельство, которым вызвано внимание исследователей к вопросам ламинарно-турбулентного перехода в отрывных областях, заключается в том, что отрыв пограничного слоя можно рассматривать в качестве одного из основных факторов, стимулирующих возникновение турбулентности в пристенной области течения. В эксперименте дестабилизирующее влияние отрыва выражается в том, что уже при сравнительно малых числах Рейнольдса он сопровождается нарастанием возмущений ламинарного течения и последующим переходом к турбулентности. В итоге реализуется режим течения, в котором ламинарно-турбулентный переход происходит в пределах области отрыва или вблизи нее возникает отрывная зона переходного типа. Принципиальная схема локального переходного отрывного течения для номинально двумерной области отрыва изображена на рис. 6.1. Ее основные элементы включают отрыв ламинарного пограничного слоя, последующий переход к турбулентности и присоединение турбулизованного [c.224]

Наибольшее число результатов по линейной устойчивости получено к настоящему времени для номинально двумерных областей отрыва в плоских течениях, которые сравнительно просты в отношении постановки задачи в теории и получения количественных данных в эксперименте. Свойства возмущений малых амплитуд в таких течениях обсуждаются в пп. 6.2.1—6.2.3. Далее, в пп. 6.2.4 и 6.2.5, рассматриваются специальные случаи влияние на устойчивость осевой симметрии течения и развитие колебаний в зоне отрьша трехмерного пограничного слоя. [c.229]

Грек Г.Р., Козлов В.В., Титаренко С.В. Исследование влияния оребрения поверхности (риблет) на процесс развития двумерных возмущений (волн Толлмина — Шлихтинга) в ламинарном пограничном слое // Сиб. физ.-техн. журн. (Изв. СО РАН). — 19936. — Вып. 6. — С. 26—30. [c.294]