Показать сообщение отдельно
Непрочитано 21.07.2010, 11:04
#69
m-1
vskipper

 
Club: VSKRussia
Location: Москва
Цитата:
Сообщение от lop Посмотреть сообщение
...
Осталась одна непонятка, как быть с плоской пластиной? Ведь центростремительного ускорения на ней нет, как и кривизны, а тяга - есть.
Не тяга - сила F.

" ... Пограничный слой, образующийся на поверхности тела, всюду тонок и в первом приближении не оказывает влияния на внешний потенциальный поток. Однако в областях с положительным градиентом давления ситуация может существенно измениться: пристеночные частицы жидкости могут затормаживаться и даже двигаться в направлении, не совпадающем с направлением потока на внешней границе пограничного слоя. В результате этого возникает отрыв пограничного слоя, потенциальное течение оттесняется от поверхности и за телом образуется обширная область вихревого течения, наличие которой обусловливает значительное увеличение сопротивления тела.

Экспериментальные исследования сопротивления «плохо обтекаемых» тел, когда за телом имеется обширная область завихренного течения, показали, что при определенном значении числа Рейнольдса сопротивление резко уменьшается — кризис сопротивления, или парадокс Эйфеля—Прандтля. Это явление было впервые экспериментально установлено А. Эйфелем (1912), а его объяснение дано Прандтлем: явление связано с переходом ламинарного течения в пограничном слое в турбулентное;
турбулентный пограничный слой вследствие интенсивных обменных процессов может выдержать значительно большие положительные градиенты давления, благодаря чему точка отрыва пограничного слоя резко смещается вниз по потоку и существенно уменьшается сопротивление давления.

Экспериментальные исследования также показали, что в определенном диапазоне чисел Рейнольдса течение жидкости в кормовой части «плохо обтекаемых» тел является нестационарным; так, например, при обтекании кругового цилиндра точки отрыва пограничного слоя на его верхней и нижней сторонах периодически перемещаются в противофазе по поверхности тела (автоколебания), оторвавшиеся пограничные слои сносятся вниз по потоку и сворачиваются в вихри; в результате за телом образуется цепочка дискретных вихрей — вихревая дорожка.

Анализ плоской задачи о сопротивлении тела, за которым образуется вихревая дорожка, был проведён Т.фон Карманом (1912) в рамках теории идеальной жидкости. [Предполагалось, что силы трения (неидеальность жидкости) существенны лишь в пограничном слое, определяют его отрыв и массу жидкости, участвующей в вихревом движении.] Он показал, что устойчивым (точнее, минимально неустойчивым) является расположение дискретных вихрей в шахматном порядке при определенном соотношении между шагом вихрей в ряду и расстоянием между рядами вихрей; для этих условий он получил формулу для расчёта сопротивления тела, содержащую две неизвестные постоянные, значения которых должны определяться из эксперимента.

Обобщение этой задачи на пространственный случай было дано Жуковским (1919).

С этого момента проблема сопротивления в принципиальном отношении была решена и началось бурное развитие аэродинамики невязкой и вязкой жидкости: углублялись знание и понимание исследуемых явлений, разрабатывались эффективные методы анализа и успешно решались прикладные задачи..."

Вывод и практическое применение.
Не ламинарная модель объясняет парадокс неожиданной "тяги" пластины и уменьшения сопротивления, а турбулентная.
("Лист фанеры над Парижем"")
Реальную пиковую поляру плоского паруса вполне даже можно использовать на практике, не только как компоненту для центровки, но и как самодостаточную вещь.
Хотя найти оптимальный диапазон угла атаки, выставить оптимальный твист и добиться устойчивости движения - для плоских парусов гораздо сложнее в сравнении с профилированными.
Перешивая под себя паруса, имея ввиду описанное, я был уверен в своем преимуществе перед соперниками при осознанном рулении.
_______________
(Плоский парус при неправильно выставленном твисте и угле атаки - будет или вялым или катапультой для досочника, что хорошо подверждается практикой. )
m-1 вне форума Ответить с цитированием