Силы, действующие на тело, обтекаемое потоком вязкой жидкости

Силы, действующие на тело, обтекаемое потоком вязкой жидкости

Силы, действующие на тело, обтекаемое потоком вязкой жидкости. Когда твердая поверхность обтекает поток вязкой жидкости, в каждой точке вязкой жидкости возникает напряжение rp. liquid. In в этом случае основной вектор поверхностных сил гидродинамически воздействует на тело. Напряжение pn поверхностных сил, действующих на объект со стороны жидкости, можно представить в следующем виде (см.§ 3.1): для произвольно выбранного центра приведенная сила P образует первичный момент. Из формул (10.2) и (10.3), пусть ω0-вектор скорости равномерного обтекания тела. направьте ось x в направлении velocity<sup class=»reg»>®</sup>0 и разверните вектор P до 3 неколлимированных векторов I.] и K. Р = р,+ РВ + РУ. Очевидно, что Px-это сила, которая пытается переместить тело в направлении current. It называется гидродинамическим сопротивлением.

Чтобы вычислить главный вектор и главный момент силы, действующей на обтекаемое тело, необходимо определить закон распределения гидродинамического давления и тангенциального напряжения (то есть решить общую задачу гидродинамики). Людмила Фирмаль

• Силы Ru и Px-это боковые силы, которые перемещают тело в направлении, перпендикулярном вектору©0.Если тело имеет симметрию, или если это цилиндр, выбор оси y в плоскости симметрии, очевидно, дает Pj = 0.In далее, мы ограничиваем вектор©0 по горизонтали, а ось y-по вертикали и вверх, в этих случаях. Из Формулы (10.2) Поэтому боковая сила Ru зависит не только от нормалей, но и от напряжения сдвига поверхности тела. Последние чаще всего играют несущественную роль в определении этой силы, и их игнорируют. Если нет течения (если жидкость неподвижна), то при наличии силы тяжести действие жидкости на тело сводится к подъемной силе Архимеда РА(см. Главу 4).Между тем, Ch. As как известно, идеальная жидкость невесомости. 7, подъемная сила Ра Жуковского создает обтекаемое тело. Поэтому его следует учитывать в общем случае. Каждый из этих компонентов может быть рассчитан способом, описанным в разделе 2.

Если тело окружено нестационарным потоком, то могут также возникать боковые компоненты инерционного сопротивления. Рассмотрим силу гидродинамического сопротивления Px. It получается по формуле (10.2).Оба члена этого выражения можно сравнить по величине. Первый из них, как видно, зависит от распределения давления на поверхности тела, и поэтому называется сопротивлением давлению. Второй Ktr = I t, cos (t, x) (18 определяется распределением напряжения сдвига n и называется сопротивлением трению. Каждая из этих сил может быть разбита на более конкретные компоненты. Сначала подумайте о сопротивлении давлению. Из-за симметричного распределения давления на поверхности цилиндра, когда потенциальный поток обтекает круговой цилиндр, результирующая сила равна нулю(парадокс д’Аламбера). так что в этом случае Kn = 0.In во всех случаях потенциального обтекания цилиндра можно доказать, что сопротивление давлению равно нулю.

• Однако в отрывном потоке, когда за корпусом образуется»мертвая зона» или сверхкавитационная полость, теория потенциального потока создает сопротивление давлению non-zero. So, в разделе 7.12 было доказано, что при струйном обтекании пластины, установленной в нормальном потоке (см. рис.7.30), коэффициент лобового сопротивления, являющийся в данном случае сопротивлением давлению, равен 0,88.Это подтверждается опытом только в том случае, если, как это предусмотрено теорией, за обтекаемым телом образуется зона, заполненная паром или газом, и давление почти постоянно. Но в большинстве случаев за обтекаемым телом образуется так называемый гидродинамический антураж. Обтекаемое тело представляет собой область, заполненную большими вихрями, которые постепенно сливаются с взаимодействием и диффузией, теряя свои свойства. individuality.

На достаточном расстоянии от объекта (дальний след), близком к распределению скоростей струи пограничного слоя, формируется непрерывное распределение скоростных дефектов течения. Людмила Фирмаль

• Наличие вихря в гидродинамическом следе снижает давление на заднюю поверхность тела и, соответственно, увеличивает сопротивление давлению*.Это часто также называют вихревым сопротивлением. Экспериментальное значение коэффициента сопротивления * пластины является нормальным и устанавливается в потоке, но может достигать O * = 2.Однако имейте в виду, что давление, оказываемое на заднюю часть соседней структуры потока следа и, следовательно, обтекаемого тела, сильно зависит от числа Рейнольдса. В соответствии с рисунком 10.2 можно проследить характер изменения структуры потока за сферой, когда Fe изменяется от 9.15 до 133. 10.7-ke = 0.25 цилиндр сзади… 57.7.Однако существуют и другие конфигурации потоков possible. It также в значительной степени определяется форма и положение обтекаемой части body. So например, при обтекании цилиндрического корпуса профиля крыла под небольшим углом.

Смотрите также:

Учебник по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Расчет турбулентного пограничного слоя с градиентом давления.
2. Затопленные турбулентные струи.
3. Кавитация.
4. Некоторые термодинамические соотношения.