Отрывные течения. Том 3 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 25. Распределение теплового потока по поперечным сечениям
подветренной выпуклой стороны полуконусов [9]; 0К = 15°, а = 25°, М" = 5,
ReL,oo = 10е.
------тугоносый полуконус, ---- остроносый полуконус.
и в этом случае наличие особенностей - узких областей повышенного
теплового потока, начинающихся от точек сопряжения сферического сегмента
с конусом (фиг. 23, г).
С обтеканием подветренной выпуклой стороны полуконуса сходно
обтекание подветренной стороны круглого конуса (фиг. 26); судя по
предельным линиям тока, по-видимому, имеет место вторичный отрыв, в
результате которого появляются вторые линии стенания [И].
Распределение теплового потока по плоской подветренной стороне
полуконуса с плоским затуплением носовой части отличается тем, что от
каждой угловой точки идут две области повышенных тепловых потоков [4];
сходная картина наблюдалась на подветренной стороне цилиндра с
эллиптическим поперечным сечением и носовой частью, образованной
половиной осесимметричного эллипсоида [17] (фиг. 27).
При обтекании клина со скошенными боковыми гранями имеют место отрыв
и присоединение как к подветренной поверхности, направленной по потоку,
так и к боковым граням; в областях присоединения наблюдаются пики
теплового потока, причем затупление передней кромки приводит к увеличению
пиков на подветренной стороне (фиг. 28).
282___________________________________________ПРИЛОЖЕНИЕ
Обратимся теперь к исследованиям пластин. На подветренной стороне
плоской треугольной пластины наблюдается либо одна линия растекания и
соответствующий ей пик теплового потока
Фиг. 26. Конус ек=13,5°, Моо = 5, ReL,oo = Ю6, а = 20° [11]. а-предельные
линии тока на подветренной стороне; б- т=2 с; е - т=5 с; г - т=15 с,
модель покрыта плавящимся термоиндикатором.
в плоскости симметрии [7, 15], либо линия растекания в передней части,
далее переходящая в две близкие линии растекания с узкой областью
безотрывного течения между ними и двумя симметричными относительно
плоскости симметрии пиками теплового потока [18]. Эти два пика сближаются
и переходят в один в сечениях, расположенных ближе к острию пластины.
Пограничный слой
НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ 283
между линиями растекания ведет себя как начинающийся в точке их
разделения [21]. Тепловой поток вдоль средней линии пластины изменяется
следующим образом [18, 19]: с увеличением расстояния от острия тепловой
поток достигает максимальной величины, значительно превышающей тепловой
поток к пластине, вычисленный для ламинарного слоя, затем он уменьшается
и вновь возрастает, достигая расчетной величины для турбулентного слоя
х). Тепловой поток на оси уменьшается вследствие появления области
безотрывного течения между линиями растекания. При турбулентном слое
относительная величина пиков тепловых потоков резко уменьшается.
Маловероятно, что пики теплового потока в передней части пластины вызваны
переходом ламинарного слоя в турбулентный на самой пластине, что же
касается перехода в слое смешения, то его роль еще не исследована.
Скругленные кромки толстой треугольной пластины обтекаются без отрыва.
Как и в случае выпуклой подветренной стороны тупоносого полуконуса,
повышенные тепловые потоки наблюдаются в задней части пластины, причем
двум линиям растекания соответствуют два пика, величина которых растет с
ростом числа Рейнольдса (фиг. 29).
В работе [19] приведены результаты исследования влияния формы
пластины в плане. При скруглении вершины пластины (радиус окружности
составлял 0,063 длины) вместо одной области больших напряжений трения и
тепловых потоков вблизи средней линии появились две такие узкие области,
распространяющиеся от точек сопряжения окружности с прямыми. Однако на
пластине с передней острой кромкой в форме гиперболы (радиус кривизны на
оси симметрии был равен 0,03 длины пластины) линии растекания и пики
теплового потока исчезли. В работе [19] приведены также сведения о
"вязком" слое, т. е. слое малой плотности (внутренняя часть пограничного
слоя), толщина которого не превосходит двух толщин двумерного
пограничного слоя для пластины и резко уменьшается (до ~0,3 толщины
двумерного слоя) вблизи средней линии треугольной пластины. На пластине с
передней кромкой в форме гиперболы такого резкого изменения толщины
вязкого слоя не наблюдается. Пики теплового потока устраняются также
путем отгиба острого конца треугольной пластины, при кото-
х) Таков же характер изменения максимального теплового потока с
расстоянием от критической точки для полуконусов [5] и пластины с
цилиндрическими кромками [7].
Фиг. 27. Области повышенного теплового потока (изменение цвета
термокраски) на подветренной стороне цилиндра с эллиптическим поперечным
сечением и носовой частью, образованной половиной осесимметричного
эллипсоида [17].
284
ПРИЛОЖЕНИЕ
ром местный угол атаки меняется от 0° на конце до 5° на основной части
пластины [20].
