Отрывные течения. Том 3 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
скоростей имеется большая разница между донным давлением на задней кромке
и за уступом. Например, при Моо = 0,8 для уступа СРв = -0,23, а для
затупленной задней кромки СРв = -0,75. Вероятно, эта разница обусловлена
образованием вихревой дорожки за затупленной задней кромкой.
1^ /\Ч
л ДСРв\?. 1 f
ч
2 X/ \
'--- г \
А ; \
1Я, . 1
Л \
N
0& 0,4 0,6 0,8 1,0 7,2
М~
Фиг. 8. Донное давление за профилем с затупленной задней кромкой и за
уступом [9].
1 - модель профиля; 2 - уступ, расположенный по потоку.
Примечание. Индекс 1 относится к основной модели, индекс 2 - к уступу.
На фиг. 8 Mg - число Маха при условиях во внешнем потоке после
расширения от рх до рв, т. е.
-тЫ (т!)"" " ^ м-) -'} •
Аналогичные выводы сделал Хорнер [6]. Он сравнил данные для профилей
с затупленными задними кромками и для стыков металлических листов
(соответствующих небольшому уступу, расположенному по потоку) и показал,
что сопротивление возрастает приблизительно по степенному закону в
зависимости от отношения высоты уступа к толщине пограничного слоя в
степени 1/3. По сравнению с данными Нэша и др. [9] такой закон дает
заниженные значения донного давления или завышенные значения
сопротивления. При дозвуковых скоростях донное давление зависит
2-0828
18
ГЛАВА X
от толщины набегающего пограничного слоя, а вихревая дорожка, по-
видимому, является причиной пониженного донного давления. Интенсивность
вихревой дорожки и донное давление, по-видимому, также зависят от
геометрии профиля.
Вырезы у задней кромки профиля или разделительная пластина,
оказывающие слабое влияние в стационарном потоке, способствуют росту
донного давления при нестационарном режиме донного течения. Вырезы у
задней кромки профиля снижают сопротивление благодаря их стабилизирующему
влиянию на присоединенные вихри, свойственные возникающему стационарному
донному течению, которые на профилях без вырезов нестационарны и
периодически сбегают вниз по потоку с образованием вихревой дорожки.
Разделительная пластина также оказывает стабилизирующее действие.
2. ДОННОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ
Как отмечалось ранее, экспериментальные и теоретические исследования
донного давления при сверхзвуковых скоростях проводились гораздо
интенсивней, чем при дозвуковых скоростях.
Теория смешения Крокко - Лиза [10] (гл. I) может быть использована для
приближенного расчета донного давления в сжимаемом потоке. Эта теория
предполагает, что падение давления на донном срезе обусловлено целиком
диффузией импульса поперек вязкого слоя, однако концепция простой
диффузии импульса, удовлетворительная для сверхзвукового течения,
недостаточна для несжимаемого потока, поскольку для несжимаемого потока
(кроме диффузии импульса по ширине вязкого слоя) важным фактором является
также динамика вихрей [3, 5]. Тем не менее следует отметить, что донное
давление при сверхзвуковых скоростях можно рассчитать по донному давлению
при дозвуковых скоростях, хотя и существует естественный предел для
отрицательного коэффициента донного давления при сверхзвуковых скоростях.
Например, максимальный коэффициент донного сопротивления задается в
функции числа Маха [6] в виде
где Ар - разность статических давлений, a q - скоростной напор,
рассчитанный по скорости набегающего потока. Но этот коэффйциент
максимального донного сопротивления никогда не достигается, и
эмпирическое выражение для СВв для снарядов и подобных им тел имеет вид
(фиг. 9)
макс
\р \ _ 2 1,42
q I макс *
Cdb - 0,5 CD
-Омане
"0,7/ML.
о,е
o,s
Ч
0,4
0,3
0,2
0,1
1 Г а
\у сопротивле те свВшк = М2 г
й М2
7 1м\ ______
\ \ Донное Замени
• \
+ +++V \ \
-ДЛ- %• \\
+ л Vv \
д
+ Ч- М2 Гр---
О 1 2 3 4 5 6 7
М
Ф и г. 9. Коэффициент донного сопротивления при сверхзвуковых скоростях
[6].
X за конусами; Л, • за снарядами; + летные испытания.
4
Фиг. 10. Функция, позволяющая рассчитать донное сопротивление тела
произвольной формы [6].
- донное давление при дозвуковых скоростях.
2*
20
ГЛАВА X
Это выражение подтверждается результатами полигонных испытаний снарядов в
интервале чисел Маха 0,8 < М" < 2,5 [И].
Расчет донного давления при сверхзвуковых скоростях по донному
