Альбом течений жидкости и газа - Ван-Дайк М.
Скачать (прямая ссылка):
го свернутая тороидальная спираль. Число Рейнольдса примерно равно 10000. На фото 112 показано образование аналогичного кольца в воде. [Magarvey, MacLatchy, 1964]
46
77. Структура дымового кольца. Выпуская дым в воздух через конец трубы, можно по-иному увидеть процесс, показанный на предыдущем фото. Видно, что в результате истечения получается не настоящее кольцо с замкнутой поверхностью, а ту-
го свернутая тороидальная спираль. Число Рейнольдса примерно равно 10000. На фото 112 показано образование аналогичного кольца в воде. [Magarvey, MacLatchy, 1964]
46
72. Симметричный профиль под углом атаки. Дым в аэродинамической трубе показывает отрыв на верхней поверхности профиля, имеющего относительную толщину 15% и установленного под углом атаки 6°, при числе Рейнольдса 20 000. Фото Peter Bradshaw
73. Конус под углом атаки. Круговой конус с полууглом раствора 12° наклонен в потоке воды под углом 16°. Число Рейнольдса, рассчитанное по длине, равно 15 ООО. Как видно, течение можно считать коническим. Линии тока на поверхности, прослеживаемые с помощью подкрашенной жидкости, оказываются касательными к тонкому слою ламинарного отрыва над подветренной поверхностью. Фото ONERA. [Werle, 1962]
74. Оживальное тело Рэнкина под углом атаки. Осесимметричное тело, показанное на фото 22, наклонено здесь под углом атаки 30° к потоку воды. Линии тока на поверхности ка-сательны к наружной границе тонкого слоя ламинарного отрыва и обратного присоединения, образующего нечто вроде подковообразного вихря, расположенного над подветренной поверхностью. Фото ONERA. [Werle, 1962]
79. Чехарда двух вихревых колец. Два
последовательных выхлопа воздуха выбрасывались через отверстие диаметром 8 см поршнем, приводимым в движение ударами двух маятников. Визуализация течения получалась при помощи дымовой проволочки, протянутой поперек отверстия и -видной в левых частях снимков. При данном числе Рейнольдса, рассчитанном по диаметру отверстия и примерно равном 1600, второе кольцо движется быстрее, так как находится в индуцированном первым кольцом поле; на третьем фотоснимке второе кольцо уже проскальзывает сквозь первое. Затем процесс повторяется, и на последнем снимке уже первое кольцо проскальзывает сквозь второе. [Yamada, Matsui, 1978]
48
У
*
/г?
&
80. Вихрь на клине, образующийся при начале движения. Поршень выталкивает воду с почти постоянной скоростью в направлении нормали к оси клина с полууглом раствора 30°. Краска, обладающая нейтральной плавучестью, впрыскивается в воду через малые отверстия на поверхности клина. Характерное число Рейнольдса имеет порядок 1000. Через 12,5 с поршень останавливается, создавая второй, остановочный, вихрь, видный на последнем снимке. [Pullin, Perry, 1980]
/ = 6,53мс, v = 24,0 фут/с
81. Развитие вихрей на ускоренно движущейся пластинке. Сделанные искровым методом теневые фотографии демонстрируют развитие течения около квадратной пластинки со стороной 3 дюйма, ускоренно движущейся в воздухе из состояния покоя вплоть до достижения скорости 24 фут/с. Острая кромка пластинки располагается сначала напротив первого ребра из ряда ребер, отстоящих одно от другого на 1/4 дюйма. Пластинка в действительности движется в вертикальном направлении.
/= 10,66 мс, v = 24,0 фут/с
Визуализация течения осуществляется путем нанесения узкой полоски бензина на середине пластинки из бальзового дерева, так что при ускорении пластинки бензиновые пары втягиваются внутрь вихревой пелены. Различие плотностей пара и воздуха делает видимым движение разделяющей их границы. Были приняты специальные меры к обеспечению того, чтобы волнообразные движения, наблюдаемые в вихревой пелене, не были связаны с колебаниями самой модели. [Pierce, 1961]
50
82. Вихрь от клина в ударной трубе. Эта шли-рен-фотография демонстрирует вихрь, сбегающий спиралью с вершины тонкого клина после того, как воздух приводится в движение по нормали к срединной плоскости клина слабой плоской ударной волной. Волна находится в момент фотографирования правее клина и не видна на снимке. Другие фотографии показывают, что картина течения «коническая» или «псевдостационарная», т. е. она остается подобной самой себе, но ее размер растет пропорционально времени. Фото Walker Bleakney
83. Распределение плотности в вихре от клина. Совершенно иная картина того же явления, что и на фото 82, получается на приводимой здесь интерфе-рограмме в полосах бесконечной ширины, показывающей линии постоянной плотности. Порази-
тельной особенностью снимка является почти идеальное круговое распределение плотности относительно центра вихря, продолжающееся практически до самого клина. Фото Walker Bleakney
51
84. Сечения вихревой пелены за прямоугольным крылом. След, сворачивающийся за прямоугольным крылом под углом атаки 9°, показан на этих снимках на расстояниях от задней кромки, равных соответственно 1,0; 1,6; 2,9; 5,5;
11,2 и 21 длинам хорды. Крыло имело профиль Clark Y, относительную толщину 10%, хорду длиной 0,125 м и размах 0,3 м со срезанными по прямоугольнику торцами. Крыло, подвешенное на тонких проволочках, протаскивалось в воде. Визуализация следа осуществлялась с помощью водородных пузырьков от проволочки толщиной 30 мкм, расположенной непосредственно за задней кромкой; пузырьки освещались ксеноновыми лампами. Вихри отрываются от поверхности крыла сразу же за серединой хорды. Число Рейнольдса, рассчитанное по хорде, равно 100000. Вихревая пелена первоначально турбулентна, но дальше вниз по потоку вновь становится ламинарной. Фото Н. Bippes
