становится больше скорости набегающего потока, а у поверхности
цилиндра резко падает (на поверхности цилиндра она равна нулю).
Профили скорости достаточно симметричны относительно цилиндра.
На некотором удалении от цилиндра (выше и ниже, порядка диаметра
цилиндра) скорость внешнего потока над и под цилиндром принимает
значение скорости набегающего потока.
Наибольший интерес представляет область в непосредственной
близости от цилиндра
Δ
х
/d
= 1
. . .
5
. При
Δ
х
/d
= 1
и 2, т.е. на рассто-
янии одного и двух калибров (сечения 2 и 3, сечение 4 — пропущено),
где наблюдается резкая деформация профиля скорости за цилиндром,
находятся отрывная и вихревая зоны, которые имеют сложное строе-
ние с возвратным течением.
На расстоянии
Δ
х
/d
= 5
. . .
10
(сечения 5 и 6) влияние цилиндра
уменьшается, возвратного течения нет, при
Δ
х
/d
= 15
(сечение 7)
еще заметно влияние цилиндра на поток, а при
Δ
х
/d
= 80
(сечение 8)
и тем более на расстоянии 150 калибров (сечение 9) практически не
чувствуется влияния цилиндра, что соответствует известным данным
[15, 16]. Для рассматриваемого случая профили температуры не при-
ведены, поскольку цилиндр находится в изотермической области.
В результате анализа выявили, что профили скорости претерпева-
ют существенные изменения, особенно в сечениях, непосредственно
расположенных за цилиндром, где меняется не только значение скоро-
сти, но и ее направление и газ движется навстречу основному потоку,
что соответствует описанной схеме.
Цилиндр в пограничном слое.
На следующем этапе исследовалось
влияние следа цилиндра на структуру пограничного слоя при различ-
ных расстояниях цилиндра от поверхности пластины.
Вначале были экспериментально исследованы тепловые и гидроди-
намические характеристики турбулентного пограничного слоя в усло-
виях, когда цилиндр диаметром
d
= 5
мм установлен на поверхности
пластины без зазора (
Y
= 0
) в сечении 1, где толщина пограничного
слоя составляет 8,6 мм, т.е.
δ/d
= 1
,
8
.
Этот случай (его можно отнести к двумерной шероховатости) до-
статочно хорошо изучен качественно, как обтекание уступа. Из работ
[3–6, 10–12] известно, что наиболее доступным и эффективным ме-
тодом управляемого воздействия на структуру турбулентного потока
является создание в нем отрывных зон или других организованных
вихревых структур, которые служат эффективным средством допол-
нительной выработки турбулентности в потоке. Структура вихревых
зон до и после цилиндра существенно зависит от формы уступа, его
размеров и соотношения
δ/d
. Чтобы успешно использовать отрыв-
ные зоны, надо знать механизм процессов в самой отрывной зоне и
12 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 2
