Вихревая линия, вихревая трубка, вихревой шнур

Понятие о вращательном движении жидкости и газа

Иногда воздух приходит во вращательное движение которое называется вихревым движением подобно тому, как движется вода в речных водоворотах. Условия для завих-рения создаются, например при обтекании тел с острыми поперечными ребрами или за-тупленной задней кромкой. Струйки, обтекающие плохообтекаемое тело не могут резко под углом, изменять направление своего движения, поэтому из этих струек и подсасыва-емого из застойной зоны воздуха формируются вихри срывающиеся с острых кромок или областей резкого изменения направления движения, которые уносятся потоком. Для тео-ретических рассуждений о влиянии вихрей используется основные понятия движения вихревого потока.

1 Угловые скорости вращения

В общем случае движущаяся частица газа перемещается прямолинейно поступатель-но, вращается вокруг своей оси и деформируется. Рассматривая движение и вращение эле-ментарной частицы с учётом деформации можно получить расчетные формулы для угло-вой скорости

Раскрывая матрицу можно получить расчётные формулы угловой скорости по в про-екциях на оси координат.

Угловая скорость вращения частиц воздуха имеет место там, где есть градиент ско-рости течения воздушного потока.

Поток газа в котором частички воздуха вращаются с некоторой угловой скоростью называется вихревым.

2.1Вихревой линией называется линия, в каждой точке которой в данный момент времени (t), вектор угловой скорости вращения частичек воздуха направлен по касатель-ной к ней.

Рис 2.1.6 Схема вихревой линии

Если через все точки замкнутого контура поперечного сечения вихря провести вих-ревые линии, то получим поверхность, называемой вихревой трубкой.

2.2 Вихревой трубкой называется объёмная поверхность образованная вихревыми линиями, проходящими через некоторый бесконечно малый контур в пространстве. Внутри вихревой трубки частицы совершают вращательно – поступательное движение. Эти частицы образуют вихревой шнур.

2.3 Вихревым шнуром называется часть потока движущегося внутри вихревой трубки.

Рис 2.1.7 Схема вихревого шнура

Бесконечно тонкий вихревой шнур в аэродинамике называется вихревой нитью.

Вихревые шнуры имеют место при перетекании воздуха на концах консолей крыла с нижней поверхности на верхнюю, а именно осуществляется перетекание воздуха с облас-ти высокого давления под крылом в область низкого давления над крылом.

Рис 2.1.8 Схема образования вихревого течения

ЛЕКЦИЯ 2.2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ ТЕЛ. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА ОБТЕКАНИЯ ТЕЛ ЖИДКОСТЬЮ И ГАЗОМ

Дата добавления: 2013-12-12