Принцип моделирования в аэродинамике

Принципы обратимости движения

Принципы обратимости движения и моделирования в аэродинамике

Результат силового воздействия воздушного потока на обтекаемое тело зависит от скорости движения потока и других физических параметров состояния воздуха. При этом результат силового взаимодействия не зависит от того, что движется относительно земли: воздух или обтекаемое тело, а зависит от взаимного относительного перемещения обте-каемого тела и воздуха относительно друг друга. Аэродинамические силы зависят от ско-рости относительного движения потока и положения обтекаемого тела в потоке. Аэроди-намические силы будут совершенно одинаковыми по величине и по ориентации в прост-ранстве, движется ли обтекаемое тело в неподвижном воздушном потоке или воздушный поток обтекает неподвижное твердое тело.

В этом и состоит принцип обратимости движения в аэродинамике, который широко применяется в реальных экспериментальных исследованиях. Применение этого принципа позволяет, направив поток воздуха на неподвижное тело, легко смоделировать физичес-кую картину обтекания и наблюдать спектры обтекания вокруг различных тел.

Рис 1.4.2 Схема обратимости движения воздушного потока

В аэродинамике часто приходится судить о силах, действующих на реальные тела, по результатам исследований их моделей в экспериментальных условиях. В этом случае можно определить аэродинамические силы и моменты действующие на реальный объект по коэффициентам аэродинамических сил и моментов, полученных в эксперименте на исследуемых в аэродинамических трубах моделей.

Рис 1.4.3 Схема моделирования обтекания

Реальное аэродинамическое тело и геометрически подобная модель должны быть расположены одинаково по отношению к вектору скорости набегающего потока. При этом газодинамические параметры газа должны быть абсолютно одинаковыми.

В результате силового взаимодействия модели и воздушного потока в аэродинами-ческой трубе на ней возникают аэродинамические силы и моменты. По полученным аэро-динамическим силам рассчитываются коэффициенты аэродинамических сил по извест-ным формулам:

Где

– результирующая аэродинамических сил модели, Н;

- плотность и скорость невозмущенного потока, , ;

– площадь поверхности модели, Н;

- коэффициенты результирующей аэродинамической силы и подъ-емной силы модели.

При условии соблюдения геометрического подобия модели и реального объекта, а также равенства при обтекании воздушного потока, чисел Маха и Рейнольдса, величина аэродинамических коэффициентов модели и реального объекта будет одинакова

По величине аэродинамических коэффициентов модели можно определить размер аэродинамических сил на реальном аэродинамическом теле (ЛА)

Где

– результирующая а/д сила и подъемная сила реального ЛА.

S – площадь поверхности реального ЛА.

Дата добавления: 2013-12-12