Расчет поверхностного трения на теле вращения, обтекаемом под углом атаки турбулентным потоком
Диссертация
Однако, образование зон отрыва с возвратными течениями (закрытый отрыв) на поверхности тела вращения, обтекаемого под углом атаки, происходит не всегда. На удлиненных телах вращения с заостренной кормой при небольших углах атаки (до 10°) закрытый отрыв не наблюдается. Для таких тел характерен открытый отрыв, сопровождающийся образованием продольных вихрей, при котором отсутствуют застойные зоны… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Анализ исследований обтекания тел вращения под углами атаки
- 1. 1. Обзор литературы
- 1. 2. Особенности обтекания тел вращения под углами атаки
- Глава 2. Экспериментальное определение поверхностного трения на теле вращения под углами атаки
- 2. 1. Метод экспериментального исследования
- 2. 2. Оборудование и условия проведения эксперимента
- 2. 3. Методика измерений
- 2. 4. Обработка и анализ результатов эксперимента
- Глава 3. Осехжмметричная аналогия
- 3. 1. Метод осесимметричной аналогии
- 3. 2. Сравнение результатов расчета с экспериментом
- Глава 4. Метод расчета трехмерного турбулентного пограничного слоя на теле вращения под углом атаки
- 4. 1. Выбор метода расчета
- 4. 2. Уравнения пограничного слоя
- 4. 3. Профили скоростей и касательных нагфяжений
- 4. 4. Основные допущения
- 4. 5. Течение в плоскости симметрии
- 4. 6. Решение интегральных соотношений пограничного слоя методом конечных разностей
- 4. 6. 1. Расчетная область
- 4. 6. 2. Маршевая процедура по продольной координате и расходимость решения
- 4. б. 3 Решение в замкнутой расчетной области методом установления по времени
- 4. б. 4 Граничные и начальные условия
- 4. 6. 5. Результаты расчета методом установления по времени и их анализ
- 4. 7. Расчет общего коэффициента трения
Список литературы
- Алексин В. А Исследование пространственного турбулентного пограничного слоя на телах сложной формы при обтекании под большими углами атаки. — Известия РАН- МЖГ, 1995, № 3, с. 55−66.
- Амфилохиев В.Б., Шйткунский Я. И, Мазаева НП Интегральный метод расчета толстого трехмерного пограничного слоя судна Доклад на международном семинаре «Гидрософт», препринт. С-По, 1992.
- Амфилохиев В. Б., Дробленков В. В., Мазаева К П. Интегральный трехпараметрггческзш метод расчета осесимметричного турбулентного пограничного слоя. Сб. науч. тр. «Гидромеханика и теория корабля» (труды ЛЩ). Л., Щ 1979, с. 3−12.
- Амфилохиев В.Б., Ходорковский Я. С, Мазаева НП Расчет плоского и осе-симметричного пограничных слоев. Методические указания к выполнению курсового проекта Л., издательство ЛКИ, 1983.
- Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В двух томах М, «Мир», 1990.
- Бессарабская ИЭ., Перминов СМ Применимость уравнений Навье-Стокса в гидродинамичеосих задачах машиностроения. Большие числа Рейнольдса ДАН, 1995, т. 341, № 5, с. 618−622.
- Брич З.С., Гулецкая О.Н, Капилевич Д. В и др. Фортран 77 ЕС ЭВМ М. Финансы и статистика, 1989.
- Брыкина ИГ., Сахаров В.И Применение метода подобия для расчета тепловых потоков и напряжения трения в окрестности плоскости симметрии затупленных тел в рамках полных уравнений Навве-Стокса Известия РАН МЖГ, 1997, № 4, с.9−16.
- Брыкина ИХ., Скотт К Д. Построение эквивалентных осесимметричных тел для расчета теплообмена и напряжения трения на пространственных телах, обтекаемых под углом атаки. Известия РАН- МЖГ, 2001, № 2, с. 147−156.
- Букалов В. М, Нарусбаев, А А, Проектирование атомных подводных лодок. Л., «Судостроение», 1968.
- Ван Далсем В. Р., Стегер Дж. JI. Эффективный метод расчета отрывных трехмерных вязких течений на основе уравнений пограничного слоя. -АКТ, 1988, № 1, с. 3−11.
- Ветлуцкий В. Н, Хоутман Е. М Исследование турбулентного пограничного слоя на модели гиперзвукового летательного аппарата ПМ и ТФ, 1999, т. 40, № 1, с. 115−125.
- Войткунский Я. И, Фаддеев Ю.И, Федяевский К К Гидромеханика Л., «Судостроение», 1982.
- Воротников ПП и др. Работа пневмонасадков трения в турбулентном пограничном слое при наличии скоса потока Труды ЦАГИ. 1977, вып. 1817.
- Горлин СМ, Слезингер ИИ Аэромеханические измерения. Методы и приборы М, «Наука», 1964.
- Гурьев Ю.В., Патрашева Л. А Определение гадродинашгческих характеристик тел вращения, движущихся произвольным образом вблизи плоской стенки. Сб. науч. тр. «Гидродинамика и динамика судов» (труды ЛКИ). Л., ВД 1990.
- Гущин В. А, Матюшин ПВ. Численное моделирование пространственных отрывных течений около сферы ЖВМи МФ, 1997, т.37, № 9, с. 1122−1137.
- Динамика и аэродинамика дирижаблей. Обзоры ЦАГИ, 1990, № 704.
- Золотов С.С., Фаддеев Ю.И, Амфилохиев В. Б. Задачник по гидромеханике для судостроителей. Л, «Судостроение», 1969.
- Йейтс Л. А, Чепмен Г.Т. Численное исследование отрыва поперечного течения на трехкалибровом цилиндре с оживальным носком. АКТ, 1990, № 7, с. 86−95.
- Каневский Г. И Теория и метод расчета пространственного турбулентного течения вяжой жидкости в районе кормовой оконечности кораблей и судов.- Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Л., ЦНИИ имени академика, А Н Крылова, 1991.
- Карпеев Ю. Н Численное исследование течений в сметанных пространственных пограничных слоях эллипсоида, обтекаемого с углами атаки. Известия РАН МЖГ, 1993, № 3, с. 69−77.
- Корн Г., Корн.Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М, «Наука», 1978.
- Лёфдаль Л., Ларссон Л Измерение профилей напряжений Рейнольдса в кормовой части модели корабля. В сб. «Трехмерные турбулентные пограничные слои» под ред. ХФернхольцаи ЕКраузе. М, «Мир», 1985.
- Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа М, ГИТТД 1970.
- Лунев В.В., Сенкевич Е.А Метод мддадиональшлх сечений в задачах пространственного пограничного слоя. Изв. АН СССР, МЖГ, 1986, № 3, с. 67−73.
- Маслов Л. А, Петровская Т. С. Расчет линии отрыва пограничного слоя на телах вращения под углом атаки. Применение выштслительной техники и численных методов в пщромеханике суцна. НТО им. ак. АН Крылова. Материалы по обмен}' опьпом. 1979, вып. 284.
- Маслов Л. А, Петровская Т. С. Расчет турбулентного пограничного слоя на тепах вращения под углом атаки. Труды ЦАГИ, 1975, вып. 1661.
- Мостовский НП Измерение трения на пластине с градиентом давления. -Об. науч. тр. «Мореходность и стабилизация технических средств освоения океана» (трупы ЖИ). Л, Щ 1987, с. 12−15.
- Мостовский НП Турбулентное обтекание тела вращения под углом атаки.- Вычислительные технологии, т. 2, № 5. Институт вычиаш-ггельных технологий. Новосибирск, 1993, с. 142−148.
- Мосговский НП Экспериментальное исследование турбулентного обтекания тела вращения под углом дрейфа Об. науч. тр. «Средства и методы повышения мореходных качеств судов» (труды ЛКИ). Л., ЛЩ 1989, с. 85−91.
- Патель В Ц, Ли Я. Т., Извен О. Измерения в толстом осесимметричном турбулентном пограничном слое и в ближнем сладе за телом вращения обтекаемой формы «Турбулентные сдвиговые течения 1″, пер. с англ под ред. А С. Гиневского. М,» Машиностроение", 1982.
- Пейре Р., Тейлор Т. Д. Вычислительные методы в задачах механики жидкости. Л., Гидрометеоиздат, 1986.
- Пик Д. Феноменологические аспекты квазистационарных управляемых и неуправляемых трехмерных отрывных течений. Обзоры ЦАГИ, 1980, № 576, с. 20−37.
- Пралад Т.С. >^актджстики трубок Престона при скосе потока РТК, 1972, № 3, е. 165−169.
- ГЪнкхёрст Р., Хэддер Д. Техника эксперимента в аэродинамических трубах М, ИЛ, 1955.
- Рождественский В. В. Динамика подводной лодки. В двух томах. Л, «Судостроение», 1970.
- Розенфельд М, Израели М, Вольфштейн М Численный расчет напряжения трения на эллипсоиде вращения под углом атаки. АКТ, 1989, № 1, с. 3−12.
- Роуч П Вь^шслитепьная гадродинамика М, «Мир», 1980.
- Самарский, А А ведение в теорию разностных схем. М, «Наука», 1971.
- Смит ПД. Численный расчет трехмерных пограничных слоев. В сб. «Тре*а^шые турбулентные пограничные слои» под ред. ХФернхольца и Е.Краузе. М, «Мир», 1985.
- Соколова Н Д. Численные методы на фортране в ПНП-БИМ. -Программноеобеспечение ЭВМ Вып. 65, Минск, Ин-т математики АН БССР, 1986.173
- Справочник по теории корабля. В трех томах. Т.1. Гидромеханика Сопротивление движению судов. Судовые движители. Под ред. Я. И Войткунского, Л., «Судостроение», 1985.
- Томас Дж. Л., Ньюсам Р. У. Расчеты течений около подветренной части треугольных крыльев АКТ, 1990, № 12, с.21−29.
- Трехмерные течения в пограничном слое. (Обзоры ЦАГИ, 1987, № 674.
- Трещевский В Н., Волков Л. Д., Короткий, А И Аэродинамический эксперимент в судостроении. Л., «Судостроение», 1976.
- Турбулентные течения в пограничном слое. Часть 2. Расчетные и экспериментальные исследования. Обзоры ЦАГИ 1980, № 575.
- Турчак ЛИ Основы численных методов. М, «Наука», 1987.
- Уанг Л. Новые достижения в исследовании открытого отрыва В сб. «Трехмерные турбулентные пограничные слои» под ред. ХФернхольца и ЕКраузе. М, «Мир», 1985.
- Уард КК, Кац Дж. Развитие картины обтекания на подветренной стороне тела вращения под углом атаки. А1ААI, 1990, № 2, с. 70−79.
- Федяевский К К, Гиневский АС, Колесников, А В Расчет турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости. Л., «Судостроение», 1973.
- Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. В двух томах М, «Мир», 1991.
- Хиршель Э. Х Применение расчетов трехмерного пограничного слоя к задачам аэродинамического проектирования. В сб. «Трехмерные турбулентные пограничные слои» под ред. XФернхо льна и Е. Крзузе. М, «Мир», 1985.
- Хиршель Э., Кордулла В. Сдвиговое течение сжимаемой жидкости. Численный расчет пограничного слоя. М, «Мир», 1987.
- ШлихтингГ. Теория пограничного слоя. М, «Наука», 1969.
- Шгок ХВ., Зайберт В. Турбулентные пограничные слои на трехмерных телах В сб. «Трехмерные турблентнью пограничные слои» под ред. ХФернхольца и Е. Кряузе. М, «Мир», 1985.
- Щуп Т. Решение инжeнqшыx задач на ЭВМ Практическое руководство. М, «Мир». 1982.л. ¦>
- Chesnakas C.J., Simpson RL. Detailed Investigation of the Three-Dimensional Separation About a 6:1 Prolate Spheroid. AIAA J., 1997, v.35, № 6, pp. 990 999.
- Coustdx J. Three-Dimensional and Unsteady Boundary-Layer Computations. -Annual Review of Fluid Mechanics, 1986, v. 18. Palo Alto, CaLifornia 94 306, USA
- Cousteix J., Ebudeville R Singularities in Three-Dimensional Turbulent Boundary-Layer Calculations and Separation Phenomena AIAA J., 1981, v. 19, № 8, pp. 976−985.
- Goody M.C., Simpson RL., Chesnakas C.J. Separated Flow Surface Pressure Fluctuations and Pressure^ Velosity Correlations on Prolate Spheroid. AIAA J., 2000, v.38, № 2, pp. 266−274.
- Hoang NT., Rediniotis O.K., Telionis D.P. Hemisphere Cylinder at Incidence at Intermediate to Hgh Reynolds Numbers. AIAA J., 1999, v. 37, № 10, pp. 12 401 250.
- Hsieh T., Wang KC. Tree-dimeaisional separated flow structure over a cylinder with a hemispherical end. JFM, 1996, v.324, pp.83−108.
- Kreplin H-P., Vollmers H, Meier HU. Measurements of the wall shear stress on an inclined prolate spheroid. ZFW, 1982, № 6, pp. 248−252.
- Meier HU., Kreplin H-P. Experimental investigation of the boundary-layer transition and separation on a body of revolution. ZFW, 1980, № 4, pp. 65−71.
- Mori K An Assessment of Theoretical Methods for Determining Near Wake Flow and Some Applications to Ship-Wake Prediction. Mem Fac. Eng. Hiroshima Univ., 1980, v.7, № 2(22).
- Nagamatsu T. Calculation of Ship Viscous Resistance by Integral Method and its Application. Proc. 2nd Int. Sym Ship Viscous Resistance. Goteborg, 1985.
- Nash J.F., Patel V.C. Tree-dimensional turbulent boundary layers. SBC Technical Books, 1972.
- Patel V. C Calibration of Preston Tube and limitations on its Use in Pressure Gradients. JFM, 1965, v. 23, pt. 1, September, pp. 185−208.
- Patel V.C., Nakayama A, Damian R Measurement in the Thick Axisymmetric Turbulent Boundary Layer Near the Tail of a Body of Revolution. JFM, 1974, v.63, part 2, pp.345−367.
- Rakich J.V., Mateer G.G. Calculation of metric coefficients for streamline coordinates.-AIAA J., 1972, v. 10, № 11, pp. 1538−1540.
- Sheng C., Taylor L.K., Whitfield D.L. Multigrid Algorithm for Three-Dimensional Incompressible High-Reynolds Number Turbulent Flows. AIAA J., 1995, v.33, № 11, pp. 2073−2079.
- SSPA-ITTC workshop on ship boundary layers 1980: Proceedings. Ed. Lars Larsson. Goteborg, 1981.
- Tai T. C. Application of Two-Dimensional Velosity Profile to Three-Dimensional Boundary-Layer Flow. AIAA J., 1986, v. 24, № 3, pp. 370−376.
- Thwaites B. Incompressible aerodynamics. Oxford University Press, England, 1960.
- Tafciras G., Antoniou J., Loukakis T. Numerical and experimental investigation of the pressure field around a body of revolution at incidence. ZFW, 1990, v. 14, № 5, pp. 315−326.
- Wetzel T.G., Simpson RL. Unsteady Crossflow Separation Location Measurements on a Maneuvering 6:1 Prolate Spheroid. AIAA J., 1998, v.36, № 11, pp.2063−2071.
- Wetzel T.G., Simpson RL., Chesnakas C.J. Measurement of Three-Dimensional Crossflow Separation. AIAA. J., 1998, v.36, № 4, pp. 557−564.