第八章__粘性流体绕过物体的流动_10~15.ppt

粘性流体绕过物体的流动 曲面边界层的分离现象 绕过圆柱体的流动 卡门涡街 绕过圆柱体的流动 卡门涡街 绕过圆柱体的流动 卡门涡街 物体的阻力 阻力系数 物体的阻力 阻力系数 边界层的控制 雷诺数很小时绕过静止圆球的定常平行流 雷诺数很小时绕过静止圆球的定常平行流 雷诺数很小时绕过静止圆球的定常平行流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 自由淹没射流 * * 曲面边界层的分离现象 绕过圆柱体的流动 绕过圆柱体的流动 卡门涡街 脱落频率： ——斯特劳哈尔数 物体的阻力 与物体运动的方向相反，起着阻碍物体运动作用的作用力，称为阻力。 摩擦阻力 流体绕过物体流动所引起的切向应力造成的阻力。 由粘性直接作用的结果。 压差阻力 流体绕过物体流动所引起的压强差造成的阻力。 由粘性间接作用的结果。 阻力系数 无量纲数，以 表示。 边界层的控制 （1）改善边界层以外主流的外部条件来控制边界层的发展，可防止分离 的发生。 （2）改善边界层的性质 1）向边界层内减速的流体增加能量，提高速度，可防止或推迟边 界层分离。 a . 从物体内部射出流体； b . 利用翼缝直接从主流中取得能量。 2）在边界层将发生分离以前，利用缝隙抽吸把边界层内减速的流 体吸入机翼内。 基本方程 结论 圆球的自由沉降速度vf 圆球在流体中的等速度自由沉降速度。 射流 自由射流 自由淹没射流 射流 喷射出一股流体的流动称为射流。 自由射流 流体脱离原来限制流向的管子，在充满流体的空间中继续扩散 流动的射流称为自由射流。 自由淹没射流 由于射流是紊流流动，所以在射流的流动过程中，射流与周围的 静止流体不断地互相掺混，进行质量和动量交换，从而带动着周围的 原来静止流体一起向前运动，由此射流的速度逐渐降低，最后射流的 动量全部消失在空间流体中，故称为自由淹没射流。 自由淹没射流的速度分布 y x R S x ST S0 ? R0 射流极点 喷管出口 射流核心区 内边界面 外边界面 射流边界层 基本段 初始段 转折截面 vx0 vx0 射流边界层的基本特征 射流边界层的宽度小于射流的长度； 在射流边界层的任何截面上，近似认为射流速度就等于它的纵向速度； 射流边界层各横截面上的压强近似不变； 射流边界层的内、外边界线都是直线。 射流出口处的动量 圆形截面轴向对称射流 y x R S x S0 ? R0 r dr 圆形截面轴向对称射流 无量纲形式： 圆形截面轴向对称射流 转折截面的半径 根据射流理论的计算， 转折截面， 圆形截面轴向对称射流 任一截面的射流宽度和速度 转折截面至射流极点的距离和速度 其中 a 为与有关喷管形式的系数。 扁形（长方形）截面的平面射流 y ? b0 S0 S x b x y dy 1 无量纲形式： 扁形（长方形）截面的平面射流 扁形（长方形）截面的平面射流 转折截面的半径 根据射流理论的计算， 转折截面， 扁形（长方形）截面的平面射流 任一截面的射流宽度和速度 转折截面至射流极点的距离 其中 a 为与有关喷管形式的系数。 *