Альбом течений жидкости и газа - Ван-Дайк М.
Скачать (прямая ссылка):
задней кромке не имеет места. Поэтому здесь получаются бесконечные скорости. Модель расположена между стеклянными пластинками, отстоящими на 1 мм. [Werle, 1973]. Воспроизведено с разрешения издательства из Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 5. © 1973 by Annual Reviews Inc.
5. Обтекание прямоугольного выступа на пластинке в лотке Хил-liloy. Аналоговое устройство безотказно моделирует безотрывное потенциальное течение в застойной области внутри вогнутого угла и бесконечные скорости у внешнего угла. Вода движется через систему значительно медленнее,
следуя тем линиям тока, которые проходят вблизи критической точки. Это приводит к большему диффузионному размыванию краски, проявляющемуся в легкой размытости линий тока в нижнем правом углу снимка. Фото D. Н. Peregrine
12
6. Обтекание кругового цилиндра однородным потоком при Re = 0,16. Картина расположения линии тока с трудом позволяет определить, что поток движется слева направо. Это объясняется тем, что в пределе нулевого числа Рейнольдса обтекание твердого тела обратимо и, следовательно, симметрично при симметричной форме тела. На первый
взгляд эта картина напоминает картину потенциального обтекания, показанную на фото 1, однако возмущения однородного потока затухают здесь значительно медленнее. Для визуализации течения воды применен алюминиевый порошок. Фото Sadatoshi Taneda
7. Обтекание пластинки нормальным к ней однородным потоком при Re = 0,334. Картина расположения линий тока перед и за пластинкой по-преж-нему остается почти симметричной и при немного
большем числе Рейнольдса. Возможно, однако, что на задней стороне пластинки произошел отрыв потока. Алюминиевый порошок позволяет видеть течение глицерина. [Taneda, 1968]
13
8. Шар, движущийся в трубе при Re = 0,10; относительное движение. Шар свободно падает с постоянной скоростью вдоль оси трубы, имеющей вдвое больший диаметр и наполненной глицерином. Камера движется с той же скоростью, что и шар,
чтобы заснять структуру относительного течения. Снимок повернут так, чтобы поток представлялся движущимся слева направо. Мелкие магниевые опилки освещены тонким световым ножом, который создает тень от шара. [Coutanceau, 1968]
9. Шар, движущийся в трубе при Re = 0,10; абсолютное движение. В отличие от предыдущего снимка камера здесь остается неподвижной относительно удаленной от шара жидкости. За время экспозиции снимка шар продвинулся слева направо на расстояние, меньшее одной десятой диаметра; это
показывает абсолютное движение жидкости. При столь малом числе Рейнольдса картина течения, визуализируемая с помощью магниевых опилок в масле, выглядит совершенно симметричной спереди шара и за ним. [Coutanceau, 1968]
14
10. Ползущее течение внутри клина. Жидкость приводится в движение равномерным вращением по часовой стрелке кругового цилиндра, нижняя часть которого видна непосредственно под свободной поверхностью в верхней части снимка. Визуализация осуществлялась с помощью алюминиевого порошка в воде. Число Рейнольдса, рассчитанное по окружной скорости и высоте клина, равно 0,17. Девяностоминутная экспозиция выявляет первые два вихря из теоретически бесконечной цепочки вихрей (последовательно уменьшающихся), простирающейся до вершины угла. Для данного клина с полным углом раствора 28,5° каждый вихрь оказывается в 1000 раз слабее своего соседа сверху. Третий вихрь всегда настолько слаб, что нет никакой уверенности в том, что его кто-либо когда-либо наблюдал. [Taneda, 1979]
11. Ползущее течение при обтекании квадратного выступа на пластинке. Число Рейнольдса, рассчитанное по стороне квадрата, равно 0,02. В отличие от линий тока безотрывного потенциального обтекания, показанных на фото 5, изображенное здесь плоское течение имеет две области отрыва, которые расположены симметрично спереди выступа
и за ним и в которых образуются большие рециркуляционные вихри. В углах должны существовать последовательности меньших и более слабых вихрей аналогично течению в клине, показанному на фото 10. Визуализация осуществляется с помощью стеклянных шариков в глицерине. [Taneda, 1979]
15
12. Обтекание барьера однородным потоком при де те области отрыва, которые возникают на пре-Re = 0,014. Визуализация с помощью алюминие- дыдущем снимке перед выступом и за ним. [Тапе-вого порошка в глицерине показывает в чистом ви- da, 1979]
13. Линии тока при обтекании дуги полукруга. При числе Рейнольдса, равном здесь 0,031, картина линий тока не претерпевает ощутимых изменений, когда направление потока обращается. Центры пары вихрей внутри каверны находятся на расстоянии 0,52 диаметра, что хорошо согласуется с решением в приближении Стокса. Алюминиевый порошок, диспергированный в глицерине, освещается световым ножом. [Taneda, 1979]
16
b/h = 3
b/h = 2
b/h = 1
b/h = 0,5
14. Ползущее течение при обтекании прямоугольной каверны. Линии тока визуализируются при помощи алюминиевого порошка в глицерине. Число Рейнольдса, рассчитанное по высоте каверны, равно 0,01. По мере уменьшения ширины каверны под первичным вихрем начинает расти вторичный.
