Математическое моделирование течений вязкой жидкости вблизи твердых поверхностей. Загузов И.С - 87 стр.

UptoLike

Составители: 

87
δ* , называемую толщиной вытеснения и равную смещению действительной линии
тока относительно линии тока безвихревого обтекания тела идеальной жидкостью
на внешней границе пограничного слоя
. На поверхности обтекаемого тела (у=0)
смещение линии тока исчезает, у обоих сравниваемых потоков (действительного и
идеального) общая нулевая линия тока совпадает с поверхностью тела
. При
удалении от поверхности врыла смещения действительных линий тока по
отношению к идеальным возрастают, и на границе пограничного слоя ( у=δ) эта
величина смещения достигает своего максимального значения.
Такое искажение картины течения приводит к нарушению идеального
распределения давлений по поверхности тела. Таким образом, пограничный слой
не только управляется внешним потоком, но
и оказывает на него обратное влияние,
которое проявляется особенно сильно на тех участках пограничного слоя, где слой
наиболее толст, например, вблизи точки отрыва или в конце тела.
Как показывают опыты, сопротивление давления хорошо обтекаемого
крылового профиля при наличии на его поверхности полностью ламинарного или
полностью турбулентного пограничного слоя убывает с ростом числа Re, т.к. при
этом толщина погранслоя уменьшается и внешний поток приближается к
безвихревому обтеканию профиля идеальной жидкостью.
Выражение коэффициента профильного сопротивления С
хр
крылового
профиля в безграничном плоском потоке жидкости через толщину потери
импульса на бесконечности δ
**
имеет вид [9];
C
R
b
b
x,p
x
1
2
==
ρυ
δ
2
2
**
; (2.42)
где b -хорда крылового профиля; R
x
- профильное сопротивление.
Эта формула непосредственно не может быть использована ввиду невозможности
определения толщины потери импульсаδ
**
на бесконечности за обтекаемым
телом. Поэтому выведем приближенную связь этой величины с толщиной потери
импульса на задней кромке крылового профиля, допускающей простое
теоретическое и непосредственное экспериментальное определение.
Для установления указанной связи применим к следу за обтекаемым телом
интегральное соотношение пограничного слоя. Так как в следе τ
w
=0 ввиду
отсутствия стенки, то интегральное соотношение Кармана для нашего случая
примет вид: