Отрывные течения. Том 2 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
замечено искривление области отрыва. Точка отрыва в процессе искривления
перемещается внутри области между концом и изломом поверхности иглы.
Искривление возрастает с возрастанием затупления носка [51].
Критическая длина иглы. Точное значение критической длины,
соответствующей скачкообразному перемещению точки отрыва, было определено
из наблюдения неоднозначной картины течения при нулевом и ненулевом углах
атаки. При нулевом угле атаки и М. = 2,5 неоднозначность течения
преимущественно имеет место в интервале чисел Рейнольдса 0,1 -10е ^ Red <
1,0-10е. При ненулевых углах атаки неоднозначность имеет место при Red=
0,28-10(r); 0,55-10(r) и 0,85-10(r). В случае At~ 80% и игл с плоским носком
при lid - 1,50 и 2,0, М" = 2,5 и Red = = 0,6-10(r) точка отрыва с
увеличением угла атаки скачкообразно перемещается с конца иглы вниз по
потоку, а с уменьшением угла атаки возвращается на конец иглы. С
увеличением числа Маха критическая длина медленно возрастает, а с
увеличением длины иглы (при сохранении ее диаметра постоянным)
критическая длина уменьшается. С увеличением диаметра относительно тонких
игл критическая длина возрастает, а с увеличением утла атаки критическая
длина иглы уменьшается [51].
Критическая длина, соответствующая минимальному сопротивлению, в основном
является функцией числа Рейнольдса, но также зависит от числа Маха, угла
атаки и от отношения диаметра иглы к диаметру носовой части тупого тела.
Когда длина иглы превосходит ее критическое значение, приблизительно
равное удвоенному диаметру полусферического носка при М" = = 1,61 - 1,81
и Red = 0,3-10(r), отрыв внезапно перемещается вниз по потоку вдоль иглы и
не удерживается на изломе поверхности иглы.
Кроме того, когда длина иглы превосходит критическую длину,
соответствующую минимальному сопротивлению, отрыв становится
неустановившимся и пульсирующим с большой частотой
ОТРЫВ ПОТОКА С ПЕРЕДНЕЙ КРОМКИ
259
вдоль иглы. Такие пульсации продолжаются до тех пор, пока пограничный
слой на игле остается ламинарным. Но как только пограничный слой перед
областью отрыва становится турбулентным, пульсации прекращаются.
Критическая длина, соответствующая минимальному сопротивлению, медленно
уменьшается с увеличением угла атаки. При нулевом угле атаки с
уменьшением диаметра иглы уменьшается также угол отрыва [48].
Игла с диском. Особенностью течения около иглы с диском
областей отрыва: перед диском, а также между диском и носовой частью
тупого тела (фиг. 60).
Отрыв перед диском во многом аналогичен отрыву около тела с иглой без
диска, и эта область отрыва почти не зависит от формы носовой части тела
или от геометрической формы иглы за диском [511.
Измерение аэродинамических характеристик
Олбум [51] измерил силы и моменты на трехкомпонентных весах
тензометрического типа и представил измеренные значения Со, С L, С у, Ст
и положение центра давления в функции угла атаки, используя в качестве
параметров затупление носовой части тела, длину иглы, число Рейнольдса и
число Маха. Значения Сх> даны также в функции Af с lid в качестве
параметра или в функции lid с Af в качестве параметра. Значения С N и
положение центра давления представлены в функции Af с углом атаки в
качестве параметра. Наконец, значения Св даны в функции числа Рейнольдса.
Основная модель испытывалась в потоке воздуха при М." = 2,5 и Re^ = 0,6-
10(r). Исследования влияния М<" и Rej проводились на примере иглы с плоским
носком (l/d = 1,5) перед телом с различными формами носовой части. Олбум
выделил результаты измерений для тела с Af = 50% при lid = 1,58 из
остальных результатов, поскольку изменения характеристик потока в этом
случае были обусловлены неоднозначной картиной отрыва потока. Хант [481
измерил на трехкомпонентных механических весах сопротивление и подъемную
силу тела с полусферическим носком и с иглой, а также двух других тел: с
конической носовой частью с полууглом 19°45* и с носовой частью в виде
восьмигранной пирамиды с полууглом при вершине 20°45', но без иглы (фиг.
65). Испытания моделей этих двух форм без
является образование двух
Фиг. 60. Картина обтекания тела с полусферической срезанной носовой
частью и иглой с выступом [51].
" = 0°, М" = 2,5; Rei = 0,56- 10е, Af - 4%, lid. = 1,55.
Фиг. 61. Коэффициент сопротивления тел с иглами различной длины, имеющими
илоский носок [51]. Aj = 80%.
Фиг. 62. Влияние площади среза носовой части на сопротивлеиие тел с
иглами различной длины, имеющими плоский носок [51]. а =. 0; М" = 2,5;
Red = (0,57 ± 0,01)-Ю1.
ОТРЫВ ПОТОКА С ПЕРЕДНЕЙ КРОМКИ
261
иглы проводились вследствие того, что при нулевом угле атаки на игле
возникала коническая область отрыва, а также с целью сравнения с
результатами для тела с полусферической носовой частью и с иглой.
Сопротивление. Олбум [51] представил данные по силе сопротивления за
вычетом донного сопротивления в предположении, что статическое давление
на поверхности дна модели равно статическому давлению в набегающем
