ТЕЧЕНИЕ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ

С ОДНОЙ КОНСОЛЬЮ

На рис.4.11 - 4.15 приведены варианты течения в цилиндрическом канале при расположении в нем одной консоли (течение направлено справа налево). Течение, генерируемое прямоугольной консолью, отклоненной на угол, визуализируется выделением пространственных зон пониженного (темным цветом) и повышенного (более светлым цветом) давлений. Размеры консоли: хорда b = 0.5R, размах одной консоли a = 0.5R, где R – радиус канала. В следе за консолью в двух сечениях приведены изолинии. Течение приведено при различных значениях числа Маха в начальном сечении М = 1.5; 2.; 2.5; 3.; 6. (рис.4.11 – 4.15).

Рис.4.11 Число Маха M = 1.5

Рис.4.12 Число Маха M = 2.0

Рис.4.13 Число Маха M = 2.5

Наветренная и подветренная стороны консоли генерируют соответственно волны сжатия и разряжения. За задней кромкой два данных потока взаимодействуют, что приводит к образованию зоны разряжения за волной сжатия и зоны сжатия за волной разряжения. Волны по длине канала развиваются в виде спирали. Увеличение числа Маха приводит к увеличению длины, на которой спираль делает половину оборота.

На рис.4.16 даны результаты расчета коэффициента подъемной силы консоли Cn (при отклонении ее на 1^о) в цилиндрическом канале. В качестве характерной площади – площадь двух консолей, а в качестве скоростного напора – скоростной напор в начальном сечении.

Рис.4.14 Число Маха M = 3.0

Рис.4.15 Число Маха M = 6.0

Рис.4.16

На рис.4.16 показано изменение подъемной силы консоли в зависимости от размаха консоли , L - размах консоли, R - радиус канала. Рассматривается консоль, установленная на границе канала, с размером хорды b = R, равной радиусу канала. Линейная теория [1, 38] дает оценку величины подъемной силы в виде (линия 1) или уточнение [39] в виде (линия 2), где a - угол атаки; M - число Маха; - удлинение крыла; l, S – размах и площадь двух консолей. Результаты расчетов представлены маркерами.

Уточнение [39] позволяет учесть отрыв потока от кромок, однако при малых углах атаки дает заниженную оценку [38].

На рис.4.17 приведено значение Cn в зависимости от числа Маха М. Расчет сделан для консоли с размерами a = 0.5, b = 0.5.

Рис.4.17

Результаты расчетов можно аппроксимировать зависимостью (линия 3), что является средним арифметическим между линейной теорией и уточнением [39].