В эксперименте, подробно описанном в работе [20], проводились

В эксперименте, подробно описанном в работе [20], проводились
исследования
с
целью
выявить
влияние
сферических
углублений,
нанесенных на поверхность круглого цилиндра, на структуру течения вблизи
поверхности цилиндра и его сопротивление при поперечном обтекании
дозвуковым потоком воздуха. Число Рейнольдса, определенное по скорости
основного потока и диаметру цилиндра, составляло (1,39…4,79)х105.
Рассматривалось три варианта цилиндра: с гладкой поверхностью, с мелкими
лунками и с глубокими лунками (рисунок 2.14).
Рисунок Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..1
– Геометрические параметры цилиндра и углублений:
I.–.глубокая
лунка; II – мелкая лунка.
Таким образом, данный эксперимент является максимально близким по
своей постановке к условиям обтекания лопатки с углублениями на своих
поверхностях. Создание математической модели, максимально точно
описывающей данный эксперимент, позволит использовать полученные
настройки модели для моделирования обтекания лопаток, имеющих
углубления на своих поверхностях.
На рисунках 2.15 и 2.16 представлено распределение коэффициента
давления ср по окружности цилиндра, полученные в эксперименте и в ходе
расчета. Коэффициент давления cp вычислялся по формуле:
cp =
2( p ст − р ∞ )
2
(ρ∞ u ∞ )
,
(2.6)
где
u∞
– скорость набегающего потока; р∞, ρ∞ – статическое давление и
плотность воздуха в набегающем потоке;
Изменение угловой координаты φ в эксперименте достигалось путем
поворота цилиндра вокруг своей оси. Погрешность координирования
составляла ±0,1º.
На рисунке 2.15 представлено сравнение результатов расчета с
экспериментальными данными для обтекания гладкого цилиндра. В ходе
этой серии расчетов исследовалось влияние коэффициента коррекции
кривизны потока на полученные результаты. При коэффициенте, равном -2,2,
достигается максимальное совпадение с экспериментальными данными.
Минимальное совпадение расчетных и экспериментальных данных получено
при значении коэффициента 2,2.
Рисунок Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..2
– Распределение коэффициента давления по окружности гладкого цилиндра
На
рисунке
2.16
представлены
результаты
расчета
обтекания
рассматриваемых вариантов цилиндров с экспериментальными данными. В
этой серии расчетов использовался коэффициент коррекции, равный -2,2.
Для всех рассматриваемых случаев достигнуто полное совпадение с
экспериментальными данными в области бессрывного обтекания цилиндра
(сектор, примерно, от -50 до 50º), и в области около точки отрыва. Однако, в
области отрыва погрешность расчета составляет 100% (сектора, примерно, от
±100 до ±170º).
Рисунок Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..3
– Распределение коэффициента давления по окружности цилиндров
Литература:
20. Козлов А. П., Щукин А. В., Агачев Р. С. Гидродинамические
эффекты от сферических углублений на поверхности поперечно обтекаемого
цилиндра. Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. № 2.
1994. стр. 27-34.