Погран-й слой при бол-х скор-х. Экспер-ные данные

При рассмотрении результатов опытного исследования турбулентного пограничного слоя при больших дозвуковых скоростях при безградиентном течении и докритических скоростях (М ˂ М ͙) шесть профилей скоростей, полученные при постоянном числе Re, равном и переменном числе М, все экспериментальные точки в интервале М+0,31÷0,98 образуют одну кривую, которую можно представить зависимостью вида:

Следовательно, при нулевом градиенте давления с изменением числа М профили скорости в координатах

изменяются подобным образом. Кроме того, в указанном диапазоне изменений числа М толщина пограничного слоя при постоянном числе Re изменяется незначительно; поэтому можно говорить не только о подобии, но и о тождественности профилей скорости. Отсюда можно заключить, что непосредственно на профиль скорости в пограничном слое влияние сжимаемости при М<1 оказывается незначительным. Таким образом, в первом приближении профиль скорости при М>0 можно представить обычной степенной формулой

Эта формула не является единственной.

Любая зависимость, удовлетв-но аппроксимирующая профиль скорости в пограничном слое несжимаемой жидкости, может быть распространена и на течение сжимаемой жидкости. Пределы такой экстраполяции на огран-ся, по-видимому, звуковой скоростью и могут быть распространены и на сверхзвуковые скорости.

Влияние числе Re при больших скоростях на турбулентный пограничный слой с качественной стороны оказывается такого же порядка, что и в потоках несжимаемой жидкости. При дозвуковых скоростях изменение числа М не приводит к заметным изменениям профилей скорости.

Следовательно, основным фактором, определяющим течение в пограничном слое жидкости, является продольный градиент давления. Влияние сжимаемости на структуру турбулентного пограничного слоя является косвенным. При изменении числа М меняется распределение давлений вдоль обтекаемой поверхности. С ростом числа М абсолютные значения градиентов давления возрастают. В соответствии с этим меняются основные характеристики слоя.

Изменение прод-ого градиента давления от положительного до отриц-го значения приводит к существенной деформации профилей скорости.

Вывод: действительные схемы отражения скачкой и волн разрежения от стенки, обтекаемой вязкой жидкостью, существенно отличаются от схем для идеальной жидкости. Основное отличие заключается в том, что скачки (волны разрежения) через дозвуковую часть слоя изменяют поле потока перед точкой падения, а деформируемый при этом пограничный слой создает новые волновые образования. Однако основное свойство твердой стенки, отражающей скачки (волны) с тем же знаком, сохраняется и в вязком потоке.

Дата добавления: 2017-02-01