Учет зависимости вязкости от температуры в задачах обтекания цилиндра несжимаемой средой
М.Н. Захаренков1,2
1ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, г. Жуковский, Московская область
2Брянский государственный университет им. И.Г. Петровского
Страницы: 563–590
Аннотация
Рассматривается обтекание вязкой несжимаемой средой (вода, воздух) кругового цилиндра с учетом зависимости вязкости n от температуры Т. При числе Рейнольдса (по диаметру) ReD = 40 в задаче обтекания неподвижного цилиндра исследуется влияние различных граничных условий для температуры на структуру течения, коэффициент сопротивления и его составляющие за счет давления и вязкости. Обсуждается связь между градиентом вязкости по нормали к поверхности обтекаемого тела и интегральным потоком завихренности от поверхности тела в пограничный слой. В отличие от случая постоянной вязкости этот поток завихренности может быть отличным от нуля, что вследствие интегрального закона сохранения завихренности должно приводить к изменению граничных условий дальнего поля для скорости. В этой же связи анализируется задача о входе теплового пятна в рассматриваемую расчетную область течения около кругового цилиндра. Рассмотрены примеры симметризации отрывного обтекания цилиндра, совершающего вращательные колебания в равномерном набегающем потоке (задача Танеды). Проводится сравнение с расчетами течений при малых числах Маха М < < 1 при обтекании средой неподвижного цилиндра. При расчете уравнения переноса тепла в предположении несжимаемости таких сред как воздух предлагается сохранять производную от давления, что характерно для газов. В этом случае достигается лучшее совпадение с расчетами сжимаемых течений (при М < < 1), например, в определении размеров симметричной зоны отрыва потока за круговым цилиндром. Численным моделированием при числе Рейнольдса равном 40 получено нестационарное течение в окрестности точки смыкания нулевой линии тока, ограничивающей замкнутую область отрывного течения (каверну) в следе за неподвижным цилиндром.
|
