НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ

НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ
НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ

жидкости или газа - движение жидкости или газа, к-рое характеризуется переменностью во времени полей скорости и давления (наз. также неустановившимся движением). Н. д. возникает при ускоренном или замедленном движении тела сквозь покоящуюся жидкость, при распространении волн, при движении поршня в трубе, заполненной газом, в области отрывных, донных и струйных течений и др.

Н. д. газа или жидкости можно разделить на движение с большими изменениями скорости и давления в зависимости от времени t и движение, когда эти изменения невелики. Течения первого типа обычно встречаются при переходных процессах, напр. при движении тела из состояния покоя до нек-рой конечной скорости, при выходе потока из сопел двигателей и аэродинамич. труб на режим с пост. скоростью течения и др. В течениях второго типа скорости и давления меняются во времени периодически или случайным образом, как, напр., при распространении акустич. волн. Наряду с пульсациями давления акустич. типа в жидкости или газе возникают пульсации давления гидродинамич. типа (псевдозвук), напр. пульсации давления в турбулентном пограничном слое, при натекании дозвукового участка турбулентной струи на плоскую преграду, пульсации давления в зонах отрыва турбулентного пограничного слоя. Наиб. простые Н. д. жидкости или газа могут быть определены с помощью расчётно-теоретич. методов. Если ввести прямоугольную систему координат х, y, z и обозначить компоненты скорости газа u. через ux, uy, uz, то простейший случай одномерного Н. д. газа, возникающего при распространении в нём плоских, цилинд-рич. или сферич. волн, определяется системой ур-ний:

3109-49.jpg

где р,r - давление и плотность, r - расстояние от плоского, линейного или точечного источника волн. Для плоских волн число v = 1, r = х, |u| = |u х|, для цилиндрических - число v = 2, r =3109-50.jpg 3109-51.jpg |u|=3109-52.jpg и для сферических v = 3,

В случае изоэнтропич. движения с плоскими волнами в политропном газе решение имеет вид 3109-53.jpg

где с - скорость звука, 3109-54.jpg l =u.-3109-55.jpg - отношение теплоёмкостей при постоянных давлении и объёме.

При автомодельном Н. д. сплошной среды все безразмерные характеристики течения зависят от переменных x/ta, y/ta, z/ta.(a - нек-рая постоянная) и, в отличие от системы (*), могут быть найдены из решения системы обыкновенных дифференц. ур-ний.

При безвихревом (потенциальном) Н. д., безграничной или ограниченной свободной поверхностью несжимаемой идеальной жидкости, обтекающей твёрдое тело, потенциалы скорости (см. Потенциальное течение )удовлетворяют Лапласа уравнению при заданных условиях на поверхности тела и в бесконечности, определяя зависящий от времени потенциал скорости Н. д. При этом гл. вектор сил давления потока на симметричное тело не равен нулю в отличие от случая стационарного обтекания (см. Д'Аламбера - Эйлера парадокс).

Сила давления на крыловой профиль при плоском нестационарном потоке определяется обобщённой ф-лой Жуковского, содержащей помимо члена ruГ члены, зависящие от присоединённых масс и от переменности во времени циркуляции скорости Г. Для профиля, имеющего форму эллипса с полуосями а и b, составляющие суммарной силы, действующей на профиль, равны

3109-56.jpg

где w - угл. скорость, оси координат направлены по полуосям эллипса.

Примером Н. д. вязкой жидкости является нестационарное слоистое течение у плоской стенки, к-рая внезапно начинает двигаться с пост. скоростью и0 (задача Стокса). Такие слоистые течения развиваются при малых Рейнольдса числах Re =ru0x0/m <= 2300, где x0 - характерный размер, m - коэф. динамич. вязкости. При возрастании числа Re в пограничном слое на теле происходит переход ламинарного течения в турбулентное. При этом скорость и давление в фиксир. точке пограничного слоя не остаются постоянными во времени. Эти изменения скорости и давления, наз. турбулентными пульсациями, являются наиб. характерным признаком турбулентности.

Турбулентные Н. д. изучаются гл. обр. эксперим. методами. Осн. предметом моделирования при эксперим. исследованиях Н. д. является Струхаля число Sh= u0t/L, где u0 - характерная скорость, a L - характерный линейный размер рассматриваемого течения. Наиб. высокие уровни пульсаций давления наблюдаются в области отрывных течений. Так, в случае Н. д., образующегося на установленной перед торцом цилиндра, обтекаемого в продольном направлении сверхзвуковым потоком, игле длиной 0,3-1 диаметра цилиндра при Маха числах потока М от 1,5 до 10 периодически образуется и разрушается отрывная зона (среднеквадратичная величина пульсаций давления на торце sS = 0,83109-57.jpg, где 3109-58.jpg - скоростной напор набегающего потока). В выемках поверхностей, обтекаемых потоком, возникают резонансные колебания давления из-за срыва крупномасштабных вихрей с передней кромки выемки; в турбине возникают пульсации давления на передней кромке ротора в результате периодич. пересечения турбулентного следа за статором лопатками колёс.

Н. д. часто встречается в технике. Важнейшими примерами являются автоколебания в воздухозаборниках и компрессорах (помпаж), колебания несжимаемой жидкости в трубопроводах и топливных магистралях, тонкостенных элементов конструкции, явления, возникающие при взлёте, посадке и изменении скорости полёта летат. аппаратов, флаттер, процессы в ударных трубах, переходные процессы при запуске и остановке двигателей и др.

Лит.: Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В., Теоретическая гидромеханика, ч. 1, 6 изд., ч. 2, 4 изд., М., 1963; Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 6 изд М., 1987; 3ауэр Р., Нестационарные задачи газодинамики, пер с нем., М., 1969; Шлихтинг Г., Теория пограничного слоя пер с нем., М., 1969; Седов Л. И., Механика сплошной среды, 4 изд., т. 1-2, М., 1983-84; Овсянников Л. В., Лекции по основам газовой динамики, М., 1981.

А. Н. Антонов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Полезное


Смотреть что такое "НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ" в других словарях:

  • НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ — движение жидкости или газа, характеризуемое непостоянством полей скорости и давления с течением времени. Нестационарное движение являются, например, турбулентное течение, движение, возбуждаемое ударной волной, и др …   Металлургический словарь

  • нестационарное движение — nenuostovusis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. non stationary motion; non steady motion vok. nichtstationäre Bewegung, f rus. нестационарное движение, n; неустановившееся движение, n pranc. mouvement non stationnaire, m …   Fizikos terminų žodynas

  • НЕСТАЦИОНАРНОЕ ДВИЖЕНИЕ — в гидродинамике движение жидкости или газа, характеризуемое переменностью во времени полей скорости и давления. Н. д. являются, напр., турбулентное течение, движение, возбуждаемое ударной волной …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • неустановившееся движение — нестационарное движение — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы нестационарное движение EN unsteady… …   Справочник технического переводчика

  • неустановившееся движение — nenuostovusis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. non stationary motion; non steady motion vok. nichtstationäre Bewegung, f rus. нестационарное движение, n; неустановившееся движение, n pranc. mouvement non stationnaire, m …   Fizikos terminų žodynas

  • ДЕФОРМИРОВАННЫЕ ЯДРА — атомные ядра, форма к рых в основном состоянии отличается от сферической. Они имеют аномально большие электрич. квадрупольные моменты Q в 30 раз больше предсказываемых одночастичной оболочечной моделью ядра. Д. я. были открыты в 1949 в результате …   Физическая энциклопедия

  • ГИДРАВЛИКА — (от греч. hydor вода и aulos трубка), наука о законах движения и равновесия жидкостей и способах приложения этих законов к решению задач инженерной практики. В отличие от гидромеханики, в Г. устанавливают приближённые зависимости, ограничиваясь… …   Физическая энциклопедия

  • Козин, Виктор Михайлович — Виктор Михайлович Козин Дата рождения: 22 февраля 1953(1953 02 22) (59 лет) Место рождения: Сита, Хабаровский край, РСФСР Страна …   Википедия

  • Моделирование — исследование явлений, процессов, объектов или систем объектов путём построения и изучения их моделей; использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.… …   Энциклопедия техники

  • mouvement non stationnaire — nenuostovusis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. non stationary motion; non steady motion vok. nichtstationäre Bewegung, f rus. нестационарное движение, n; неустановившееся движение, n pranc. mouvement non stationnaire, m …   Fizikos terminų žodynas


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»