Рис. 5. Изменение аэродинамического качества
K
коэффициента центра давле-
ния
С
ц.д
от угла атаки цилиндроконического тела при ламинарном и турбу-
лентном режимах обтекания:
— ламинарный режим;
◦
— турбулентный режим
Исследование влияния турбулентности потока на аэродинамиче-
ские характеристики связано, в первую очередь, с изучением влия-
ния турбулентности потока на положение точки перехода ламинар-
ного пограничного слоя в турбулентный [5]. Полное сопротивление
С
х
о
тела, обтекаемого несжимаемой жидкостью, при отсутствии подъ-
емной силы складывается из сопротивления давления
С
х
p
, обуслов-
ленного распределением давления на поверхности тела, и сопроти-
вления поверхностного трения
С
х
f
в пограничном слое на обтекае-
мой поверхности (
С
х
о
=
С
х
p
+
С
х
f
)
. Сопротивление трения суще-
ственно зависит от положения точки перехода, поскольку турбулент-
ное трение в несколько раз превышает ламинарное. Положение точ-
ки перехода в большой мере обусловливается степенью турбулентно-
сти потока. Степень турбулентности потока определяется зависимо-
стью
ε
= 100
q
1
/
3(
u
0
2
+
v
0
2
+
w
0
2
)
.
u
∞
, где
u
0
, v
0
, w
0
представляют
собой среднеквадратические значения трех составляющих турбулент-
ных пульсаций скорости. Опытные данные могут быть приближенно
аппроксимированы Re
х
пер
≈
1
/ε
, откуда при
u
∞
/ν
=
const следует,
что
х
пер
≈
1
/ε
, где
ν
— кинематическая вязкость. С другой стороны,
для тела протяженностью
b
при
ε
=
const можно записать
Re
х
пер
≈
(
u
∞
b/ν
)
х
пер
/b,
(6)
т.е.
х
пер
≈
1
/
Re
b
. Таким образом, изменения
х
пер
в зависимости от
ε
и от Re
b
имеют одинаковый характер. Эта приближенная аналогия,
как показывают опыты, справедлива вплоть до
ε
≈
4
%. При
ε >
4
%
значение
х
пер
при
u
∞
/ν
=
const практически не зависит от
ε
, посколь-
ку точка перехода в пограничном слое становится близкой к точке
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 2 25
