Отрывные течения. Том 3 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
цилиндра от кром-
19*
Ф и г. 32. а - спектр предельных линий тока на пластине с перпендику
лярным к ее поверхности цилиндром (М<" = 5); б - граница плавления
термоиндикатора (линии постоянной температуры поверхности и теплового
потока) для различных моментов времени [16].
НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИИ 293
ки пластины) [16]. Пересечение скачка уплотнения, исходящего из начала
области отрыва, с головной волной цилиндра может привести к появлению на
цилиндре и в области присоединения оторвавшегося слоя к цилиндру пиков
теплового потока и давления [2]. Область присоединения характеризуется
линией "растекания" в спектре предельных линий тока, переходящей с
цилиндра на пластину. В области присоединения потока на пластине
наблюдаются большие напряжения трения (длинные штрихи на фиг. 32).
Распределение давления за линией отрыва в плоскости симметрии течения
сначала сходно с распределением давления перед уступом, но затем
появляется отличие, свидетельствующее о существенном влиянии трехмерности
течения (фиг. 33). Из фиг. 33 видно также, что распределение давления
перед струей занимает промежуточное положение между распределениями
давления перед уступом и перед цилиндром. В трехмерных областях отрывного
течения обнаружены области сверхзвуковых течений, внутренние скачки
уплотнения и вторичные отрывы [1, 3, 4, 7]. Наиболее важным для практики
следствием является наличие в этих областях пиков теплового потока,
которые были измерены с помощью плавящихся термоиндикаторов [16] (фиг.
34).
Сопоставление границы плавления и спектра предельных линий тока (фиг.
32) показывает, что линии растекания являются линиями максимумов
теплового потока. Наибольшей величины тепловой поток на пластине
достигает в узкой области перед цилиндром; величина его сравнима с
величиной теплового потока на критической линии цилиндра (фиг. 35).
Величина максимального теплового потока к пластине с цилиндром намного
превосходит величину теплового потока к гладкой пластине (фиг. 36). Перед
цилиндром на линии 2 (фиг. 32) наблюдается второй небольшой пик теплового
потока, возможно соответствующий максимуму давления (фиг. 33).
Относительные координаты характерных для области отрыва линий слабо
зависят от числа Рейнольдса и могут быть представлены в обобщенном виде
(фиг. 37). В обобщенном виде
х
Фиг. 33. Распределение давления по пластине в плоскости симметрии перед
уступом, цилиндром и струей, Моо = 3 [5]. ф уступ; О струя, Р0;./Роо=
=40; Д цилиндр.
Фиг. 34. Области расплавившегося термоиндикатора, Моо = 6 [16].
о - т=0,24 с; 6-1=1 с; в-т=2 с, г - т=4 с;
Фиг. 35. Линии равных отношений q/q0', М* = 6, Re">,* = l,2-10s, TJT0 =
0,6-0,9 [16]. ' °
q -тепловой поток к пластине; до-тепловой поток к критической линии
цилиндра.
x/d
Фиг. 36. Тепловой поток к пластине в плоскости симметрии перед цилиндром
и на линиях растекания за цилиндром (линии 1, 3, см. фиг. 32). Моо = 5,
Reoo,*0 = 1,1 -Ю".
qn-тепловой поток к гладкой пластине.
x/d
Фиг. 37. Координаты линий растекания 1, 3, линии второго максимума
теплового потока 2 и линий минимума теплового потока 4, 5 на пластине; М"
= 6, Reoo*,, = 106-106 [16].
/ -10
/ _ \ JL-
\ 9макс
\
ч
\
\
/
/
/
/
/
-1,0 -0,5 0 0,5 1,0
x/d
Ф и г. 38. Распределение теплового потока в плоскости симметрии пластины
и по линии растекания 1, М с" - 6 [16].
Ф и г. 39. Спектр предельных линий тока для конуса 0К = 10° под углом
атаки а = 20° (наветренная сторона), Мо" = 5 [16].
ХЗКе
Фиг. 40. Максимальный тепловой поток перед цилиндром [16].
Ао> Но-коэффициенты теплопроводности и вязкости, соответствующие
температуре торможения; р^-плотность воздуха за прямым скачком
уплотнения; О-пластина; X "онус.
О 2 4 6 8 Ю 12 14
16 18
d/S*
Фиг. 41. Максимальный тепловой поток перед цилиндром [18].
О пластина; х конус.
Фиг. 43. Спектр предельных линий тока на подветренной стороне конуса при
истечении струи; 0К = 5°, Моо = 5, а = 10е, pojlpo = 1.
Фиг. 44. Границы изменения цвета термоиндикатора; 0К = 5°, Моо = 5 а =
10е, pojlpo - 1.
а-т=0,5 с; б-x-l с; e-t=4 с; г-т=16 с.
НОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЙ 299
можно также представить распределение теплового потока в плоскости
симметрии перед цилиндром и по линии растекания (фиг. 38) [16].
Отрыв потока от поверхности цилиндра диаметром D с полусферической
головной частью при условии, что диаметр d установленного на нем цилиндра
не превосходит 0,1 D, сходен с отры-
