Вопрос чайника - ответ специалиста

Тема в разделе "Авиация для "чайников"", создана пользователем Krylenko_V, 11 сен 2006.

  1. airomsk

    airomsk Местный

    Сообщения:
    876
    #25741 12 янв 2017
    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]
     
  2. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25742 13 янв 2017
    Вопрос по аэродинамике.
    В воздухе быстро вращается гладкий плоский диск. На некотором радиусе Ra местная скорость равняется скорости звука.
    На конце диска местная скорость равняется 2*a. Течение воздуха около диска должно быть вихревое и где-то должен быть скачок уплотнения.
    Но не могу представить себе поверхность скачка. Скачок будет воронкообразный или будет множество спиральных скачков?:crazy:
     
  3. military_upir

    military_upir Старожил

    Сообщения:
    2.002
    #25743 13 янв 2017
    Если диск с идеальной поверхностью( по гладкости), то с ходу кажется, что скачков не будет вообще. Т.к. погранслой неподвижен на поверхности.
    Скачок, это ведь не самоцель, а всего лишь одна из особенностей св/зв потока, связанная с тем что только в скачке происходит торможение св/зв потока, а с чего ему тормозиться в такой ситуации? А в чистом св/звуковом потоке, скачков не бывает :)
    ЗЫ готов выслушать аргументы против :)
     
    Последнее редактирование: 13 янв 2017
    Поблагодарили Ariec 71 и ExoCore
  4. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25744 13 янв 2017
    Поверхность гладкая, но неидеальная. Т.е. шероховатость больше размера молекул и больше длины свободного пробега.
    Т.е. на поверхности диска будет радиальный градиент скорости (касательной вдоль радиуса) и предаолагаем, что погранслой есть.
     
    Последнее редактирование: 13 янв 2017
  5. Eugen

    Eugen '

    Сообщения:
    463
    #25745 13 янв 2017
    вот-вот, на поверхности слой воздуха, неподвижного относительно диска, а на некотором конечном расстоянии - неподвижного относительно наблюдателя... где-то в промежутке что-то должно случиться.
     
  6. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25746 13 янв 2017
    Да не.
    Ни шар ни сфера, вися неподвижно и вращаясь, не смогут создать скачок уплотнения в принципе.
    Возмущённый поток будет тупо отрываться от погранслоя и рассеиваться:)
     
  7. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25747 13 янв 2017
    А вращающийся цилиндр или диск?
    Представим, бесконечный вращающийся цилиндр. Скорость на поверхности цилиндра дозвуковая.
    Вращающийся цилиндр помещают в дозвуковой поток. На поверхности цилиндра за счет внешнего потока образуется зона св/звукового обтекания.
    Где-то формируется присоединеный скачок.
    Теперь представим, что скорость вращения цилиндра увеличивается. При этом скачок сохраняется, только смещается ближе к переднему краю.
    По мере ускорения цилиндра внешний поток замедляется до 0. Что будет на цилиндре?

    Я думаю, что на цилиндре будет неустойчивость в виде "ромашки", серии местных скачков. Которые возможно даже будут вращаться вокруг цилиндра.
     
    Последнее редактирование: 13 янв 2017
  8. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25748 13 янв 2017
    Согласитесь, большая разница.
    Помещают в поток как, вдоль или поперёк?:)
    Разгоняя в потоке цилиндр, поперёк до появления скачков, не столь критично, вращается он или нет, в одну сторону или другую.

    Понятно, что вращение может вызвать некоторое смещение ( что не факт) скачка ( прямого отошедшего), но не более того.
    Разгоняя циллиндр вдоль, скачок на головной части независимо от вращения, а поток головной части начнет отрыватся, образуя отошедшую пелену.
     
    Последнее редактирование: 13 янв 2017
  9. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25749 13 янв 2017
    Ось вращения поперек потока. На одной стороне скорости суммируютя на другой вычитаются. Считаем что поток двумерный.
     
  10. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25750 13 янв 2017
    Ну тогда вращение собсно не принципиально. В трансзвуковой зоне, подчеркну, что она дозвуковая, местные скачки возникнут естественным образом. Волновой кризис одним словом.
    Это как?

    Вообщем, вы пытаетесь подогнать в ситуацию идею вопреки законам физики.
     
  11. 310

    310 Старая язва

    Сообщения:
    4.074
    Адрес:
    На юге
    #25751 13 янв 2017
    По определению поток в ПС дозвуковой. Там, где он переходит в с.з. - это уже не ПС.
    Касательно конкретной шутки:
    Потока как такового нет. Тормозиться и создавать СУ ему не из чего. Градиент скорости присутствует только в ПС. в зависимости от системы координат он либо начинается от 0 и разгоняется в ПС до скорости диска, либо наоборот. То есть, нет субъекта создания СУ. Ни прямого, ни косого, ни спирального.
    Шутка. Аналог самолета и конвейера.
     
  12. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25752 13 янв 2017
    spin.png
    Я пытаюсь понять, как будет происходить обтекание при нулевой скорости невозмущенного потока, при св/звуковой на поверхности.
    The flow-field patterns near a spinning cylinder at near-free-molecule (Kn,D = 3.18) and near-continuum (Kn,D
    = 0.032) flow regimes were studied by Riabov [11, 12] for flows of argon. The contours of constant Mach numbers
    near a spinning cylinder in the flow of nitrogen at various Knudsen numbers, M¥ = 0.15, and W = 6 are shown in
    Fig. 4a (Kn,D = 3.18) and Fig. 4b (Kn,D = 0.032). The character of the flow is absolutely different in these cases.
    The zone of circulating flow is much wider in continuum-flow regime, and its width is comparable with the radius
    of a cylinder (see Fig. 4b). In the near-free-molecule flow regime, the asymmetry of the flow in upper and bottom
    regions is significant. The major disturbances of the flow parameters are concentrated in the vicinity of the spinning
    surface (see Fig. 4a). In the opposite case of near-continuum flow regime, the spinning effect changes significantly
    the flow pattern in the area far from the surface (see Fig. 4b). These differences in flow patterns dominate the
    character of molecule-surface interactions.
     
  13. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25753 13 янв 2017
    Нет.
    Там подвох, здесь непонимание. Что вращающийся гладкий неподвижный относительно воздушных масс диск не способен создать достаточное возмущение для образования скачков.
    А летящий диск, он и так создаст.
     
    Поблагодарил 310
  14. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25754 13 янв 2017
    Расшифруйте графики, по русски. Этот зависимость чего от чего?
     
  15. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25755 13 янв 2017
    Это изолинии числа Маха от координат X,Y. W = omega*D/2u, u - скорость невозмущенного потока.
     

    Вложения:

  16. 310

    310 Старая язва

    Сообщения:
    4.074
    Адрес:
    На юге
    #25756 13 янв 2017
    В зависимости от чистоты поверхности диска и вязкости среды быстрее или медленнее произойдет утолщение ПС и вовлечение среды в процесс вращения. При этом так же создание СУ не произойдет, так как создастся присоединенный к диску вихрь, скорости в котором будут дозвуковые
     
  17. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25757 13 янв 2017
    Меня собственно не скачки интересуют, а что будет на поверхости диска или цилиндра, когда местная скорость поверхности будет превышать скорость звука.
    На самой поверхности как ни крути скорость газа должна равняться скорости поверхности, затем должна перейти к скорости невозмущенного потока, т.е. к нулю.
    У газа есть вязкость, т.е. резко скачком скорость не может измениться в поперечном направлении. Резко измениться может только в скачке.
    Вот в переходном слое у самой поверхности и должно что-то меняться.
    Ну грубо говоря если молекулы газа из приповерхностного слоя переносятся в поперечном направлении, они должны переносить импульс и ускорять вышележащие слои.
    И наоборот из выше лежащих слоев должны ускорятся.
     
    Поблагодарил Eugen
  18. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25758 13 янв 2017
    Не поменяется, будут наблюдаться локальные соударения (разнонаправленные), до формирования скачка дело не дойдёт.

    И потом, диаметр цилиндра. В человеческий волос вращением можно пренебречь.
    В сколь более значимом - не суть. Граница трансзвукоаой зоны, вполне очевидно, несколько уменьшится, а расположение местных скачков, зависимое от направления вращения, будет не принципиальным. Более конкретные значения может дать только обдувка.
     
    Последнее редактирование: 13 янв 2017
  19. ExoCore

    ExoCore Местный

    Сообщения:
    137
    #25759 13 янв 2017
    Ну температура, плотность поменяются? Из-за вязкого трения.
     
  20. Ariec 71

    Ariec 71 Ariec 71

    Сообщения:
    2.144
    Адрес:
    Тула
    #25760 13 янв 2017
    Локально, очагово. На длинах свободного пробега молекул.
     
  • Поделиться этой страницей

    Rambler's Top100