Мобильная версия
Войти

Все форумы
Авиационный
Сослуживцы
Авторские

Вопросы на понимание основ, число Рейнольдса

 ↓ ВНИЗ

Nicholas12345
Старожил форума
27.04.2011 02:31

Добрый день.

Пытаюсь разобраться с основами и расчитать модель, появились вопросы "на понимание", ответы на которые не получилось сразу нагуглить:

В статье "Несущие крылья. Часть 1. Профиль крыла."
http://www.rcdesign.ru/article ...
(глава "Размер имеет значение!" )
говорится о точке ("B") отрыва ламинарного пограничного слоя и о зависимости ее от числа Рейнольдса.

Цитата: "Для того чтобы оценивать степень влияния вязкости воздуха на характер обтекания крыла при разных условиях придумали коэффициент, равный произведению хорды крыла (в метрах) на скорость его движения относительно воздуха (в метрах в секунду), деленному на вязкость воздуха (0, 000015 м 2/сек. )..."
"...Будет удобнее считать число Рейнольдса по приближенной формуле Re=70*V*b. Здесь скорость надо подставить в метрах в секунду, а хорду в миллиметрах...."

Почему получается два разных ответа при подсчете разными способами :
хорда 60мм, поток 17 м/с, вязкость 0, 000015

вариант a: Re=(0.06*17)/0, 000015 = 68000
вариант b: Re=70*V*b. ("b" - видимо хорда ?) = 70*17*60 = 71400

1. Какой вариант правельнее ?

2. Так или иначе, я получил число Рейнольдса - что надо с ним сделать, что бы понять где поток оторвется ? Зависит ли он от профиля ?
Как расчитать эту точку отрыва для проско-выпуклово профиля при нулевом угле атаки ?

3. Цитата: "В моделистских применениях вязкость воздуха можно считать постоянной без большой погрешности и равной 0, 000015 м 2/сек. " - что значит м 2/сек ? Расстояние за которое на которое "уйдет" воздух за секунду ? Тогда начало отрыва можно расчитать через угол наклона и скорости ? Может быть есть таблица ?

4. Подъемная сила крыла:
Y= Cy* p*V 2*S/2

зависит ли она от точки отрыва и типа потока (ламинарного или турбулентного), при нулевом угле атаки ?

5. Как понимать (и расчитывать) то, что турбулентный поток отрывается позже ?
http://www.aerospaceweb.org/qu ...

6. Правильно ли я понимаю, что при ламинарном потоке подьемная сила выше ?
Что полезнее для грузоподьемности - не "отрывность" или "ламинарность" ? (при том же нулевом угле)

Я хочу и разобратся "вообще" и рассчитать тихоход тандем (с двумя или более парами крыльев) с большой грузоподъемностью.

Спасибо.
С уважением,
Николай.
Прочнист
Старожил форума
27.04.2011 03:27
1. Оба ответа правильные. Только коэффициенты должны быть 145 и 69.

2. Число Рейнольдса нужно для правильного определения а-д коэффициентов (Су, Сх, См). Критическое число Ре показывает имеет ли место переход ламинарного погран слоя в турбулентный. Форма имеет значение.

3. метр в квадрате за секунду - единица измерения вязкости. Не берите дурного в голову.

4. Су зависит от числа Ре.

5. Да так и понимать, что срыв потока при турбулентном погранслое происходит дальше по профилю, или при больших углах атаки. Рассчитать вы этого не сможете. Этим даже не инженеры, а ученые занимаются.

6. Не так все просто.

Рассчитывать вам что-либо пока все-таки рановато. История авиации однозначно забраковала тандемную схему. Равновесие в полете получается неустойчивым.
Navstar
Старожил форума
27.04.2011 07:23
если желаете можель чтоб летала-увеличете тягу раза в два от реального самолета по отношению к маштабу и полетит любой а/д топор.
Nicholas12345
Старожил форума
04.05.2011 05:41
Только сейчес удалось увидеть ответы в этом форуме... (гугл помог)

Спасибо за комментарии.

Прочнист:
Честно говоря, по третьему пункту не совсем понял ответ.

Мне бы хотелось понять природу обтекания профиля прикрепленным слоем, "вязкость" здесь играет важную роль, imho.
Слово на первый взгляд простое, но непонятное.


Появился еще один вопрос:

Если есть бесконечная хорда-синусоида, в доль которой идет поток воздуха (ламинарный. с низкой начальной турбулентностью) - при какой "толщине" синусоиды (в % от длины сегмента) присоединенный слой воздуха не будет отрыватся на 10, 15, 30 м/с?

С уважением,
Николай.
Прочнист
Старожил форума
04.05.2011 06:11
Nicholas12345:

Прочнист:
Честно говоря, по третьему пункту не совсем понял ответ.




Есть такой принцип в авиации (возможно, не только в авиации): "не бери тяжелого в руки, а дурного в голову". Кто этот принцип нарушает, имеет проблемы. Вы сейчас пытаетесь брать дурное в вашу голову. Или вы поступили в аспирантуру на кафедру аэродинамики?





Nicholas12345:
Мне бы хотелось понять природу обтекания профиля прикрепленным слоем, "вязкость" здесь играет важную роль, imho.
Слово на первый взгляд простое, но непонятное.


Ну, дык, и флаг вам в руки - читайте специальную литературу, информации есть огромное количество. Даже в интернете. Это не на форумах выясняют.



Nicholas12345:

Появился еще один вопрос:

Если есть бесконечная хорда-синусоида, в доль которой идет поток воздуха (ламинарный. с низкой начальной турбулентностью) - при какой "толщине" синусоиды (в % от длины сегмента) присоединенный слой воздуха не будет отрыватся на 10, 15, 30 м/с?


Вы уж извините, сферических коней в вакууме я принципиально не обсуждаю.

Еще раз извините, обижать вас не хочу. Но и заниматься профанацией тоже нет желания. Ваши вопросы слишком далеки от реальной жизни.


Стендовик
Старожил форума
04.05.2011 06:32
Для Nicholas12345:
"Постройка летающих моделей копий", Рольф Вилле:
http://airsill.planet.ee/info/ ...
Глава 5 "Аэродинамика моделей-копий"
Для моделиста - необходимо и достаточно :-)
leango
Старожил форума
04.05.2011 12:12
2 Nicholas12345
Об отрыве потока от синусоидальной поверхности, от "стиральной доски", если Вы видели стиральные доски...

Что приводит к отрыву?

- Скорость, вязкость, глубина впадин, то, что Вы назвали "толщиной" синусоиды.

То есть, те же причины, что включил Рейнольдс в свой критерий... А значит, критерий Re=69*V*b должен фигурировать... Да, но в нем нет никакой характеристики впадин...

А с другой стороны, картинка подобна... то есть, должна быть зависимость от относительной глубины впадины, от соотношения глубина/шаг синусоиды.

Чтобы и размерность критерия Re не испортить, и соотношение глубина/шаг включить - можно попробовать вставить его, вставить такой безразмерной функцией, которая еще и обращалась бы в ноль при малой глубине... Типа такого:

Re(sin)=69V x шаг х (1 - глубинаsin/шагsin )

Но критические значения Re уже не будут, конечно, такими, как просто для перехода к турбулентности на гладкой поверхности.

Какими именно они будут - нужно продувать... И заодно определить Re для разных реальных соотношений глубина/шаг...
Ясно, что для 1%, 10% 100% и 1000% эти критические значения получатся разными. Более того, предложенная формула очевидно не годится для соотношений глубина/шаг, приближающихся к 100%.

...Нужно еще подумать о том, как именно происходит отрыв, и придумать лучшую формулу...

Я уж и не говорю, что для крошечных мушек, для которых поток уже не однороден, а видится как движение молекул - критерий Re тоже не годится...

И про то, что акулы расходуют много меньше энергии на движение, чем подводные лодки - тоже не говорю...

Nicholas12345, Вам бог дал задумываться, ставить себе вопросы... А это даже важнее, чем уметь отвечать, ибо отвечать можно научиться, а вот умение спрашивать - это от Природы.

Умение ставить вопросы - штука редкая. Берегите и развивайте ее, Nicholas12345 !

Ну и PS: Вам, Nicholas12345, сейчас это не надо...
Но имейте в виду, что, оказывается, теплообмен потока со стенкой можно в несколько раз увеличить, сделав ее стиральной доской !

Так что нет сомнений - вопрос этот исследован, критические числа типа Re получены, и в справочниках есть.

neustaf
Старожил форума
04.05.2011 13:20
хорошо Прочнист ответил лаконично и понятно, но позволю себе добавить пару штрихов,

вариант a: Re=(0.06*17)/0, 000015 = 68000
вариант b: Re=70*V*b. ("b" - видимо хорда ?) = 70*17*60 = 71400

1. Какой вариант правельнее ?

Число Ре невозможно посчитать с точностью до пятого знака, от многих факторов оно зависит, важнее порядок в вашем случае 70 000 соответсвует моделям и птицам, у самолетов Ре выше посмотрите здесь.
http://de.wikipedia.org/w/inde ...


neustaf
Старожил форума
04.05.2011 13:23
2. Так или иначе, я получил число Рейнольдса - что надо с ним сделать, что бы понять где поток оторвется ? Зависит ли он от профиля ?
Как расчитать эту точку отрыва для проско-выпуклово профиля при нулевом угле атаки ?

ничего, число Рейнольдса отвечает за подобие модели самолету в вашем случае вы подобия не получили, если увеличите модель до размеров самолета получите другие аеродинамические характеристики. Вы путаете критическое число Рейнольдса (переход ламинарного потока в турбулентное) и число рейнольдса в общем случае.
neustaf
Старожил форума
04.05.2011 13:33
6. Правильно ли я понимаю, что при ламинарном потоке подьемная сила выше ?
Что полезнее для грузоподьемности - не "отрывность" или "ламинарность" ? (при том же нулевом угле)

очень грубо при малых углах атаки Су выше при ламинарном потоке, при больших (околокритических ) при турбулентном
Nicholas12345
Старожил форума
05.05.2011 03:23
Спасибо всем за ответы и ссылки.

2 leango:
Да действительно, стиральная доска очень подходящая аналогия.
А почему "предложенная формула очевидно не годится для соотношений глубина/шаг, приближающихся к 100%." ?

Мне почему-то представляется, что важен маштаб и связанный с ним "момент поворота".
То есть, если поток должен повернуть, например, на 90% (со стенки одной впадины на другую), то этому потоку нужно определенное расстояние, на определенной скорости (при заданной вязкости).

Или другими словами - на повороте поток следует отрезку окружности и для его безотрывности нужно соблюдать правильное соотношение скорости и радиуса этой окружности.

Похоже на правду ?

P.S.
Извините за язык - я гуманитарий.

С уважением,
Николай.
Прочнист
Старожил форума
05.05.2011 03:26
neustaf, почему грубо? Лаконично, но четко передает основную идею этих игр с турбулизированием потока.
leango
Старожил форума
06.05.2011 14:11
"А почему "предложенная формула очевидно не годится для соотношений глубина/шаг, приближающихся к 100%?" - Ну, это Вы и сами поймете через пяток минут...

"Мне почему-то представляется, что важен маштаб и связанный с ним "момент поворота".
То есть, если поток должен повернуть, например, на 90% (со стенки одной впадины на другую), то этому потоку нужно определенное расстояние, на определенной скорости (при заданной вязкости).

Или другими словами - на повороте поток следует отрезку окружности и для его безотрывности нужно соблюдать правильное соотношение скорости и радиуса этой окружности.

Похоже на правду ?"

- Еще как! Всего лет эээ ну, сказем, с десяток тому, один из сильнейших математиков мира, кажется, Колмогоров, построил теорию течения в пристеночном слое. Весчь получилась очень полезная и столько же сложная.

В меру своего понимания скажу - важен конкретный механизм передачи энергии И ИМПУЛЬСА от потока к стенке - и тогда эта теория позволяет понять и почему коньки едут по льду, и почему отрывается пристеночный слой... вместе со стружкой...:-)

...А бросьте Вы, Nicholas12345, свою гуманитарию... "Дэлам займис, кацо, дэлам!" Ведь у Вас это получается...
Nicholas12345
Старожил форума
11.05.2011 02:38
Странно, прошлое мое ссобщение не прошло...

Еще раз:

Спасибо leango.

Нашел очень интересную статью с описание идей Колмогорова "Статистическая теория турбулентности (прошлое и настоящее – краткий очерк идей)".

Ушел над ней медитировать...

С уважением,
Николай.
Саяны Байк
Старожил форума
11.05.2011 12:06
Нашел очень интересную статью с описание идей Колмогорова "Статистическая теория турбулентности (прошлое и настоящее – краткий очерк идей)".

Ушел над ней медитировать.

Основным механизмом генерации энергии турбулентности является
деформация структур, представляющая собой трехмерный процесс, поэтому все
развитые турбулентные течения являются трехмерными. Посредством
нелинейных взаимодействий крупномасштабные структуры передают часть
своей энергии менее крупным структурам и т.д. в результате реализуется так
называемый каскадный механизм передачи энергии.

Что тут медитироать, когда Колмогоров ошибся явно.
Саяны Байк
Старожил форума
11.05.2011 12:21
То есть Колмогоров, став РОДОНАЧАЛЬНИКОМ полуэмпирических теорий турбулентности
делает вывод, противоречащий развитию своего метода:
( Будущих теорий турбулентности, ограничившись прошлым и настоящим)


Вследствие нелинейности исходных уравнений гидродинамики
бесконечная система уравнений Фридмана-Келлера обладает тем свойством,
что уравнения для моментов младшего порядка всегда содержат моменты более
старшего порядка. Поэтому любая конечная система этих уравнений всегда
является незамкнутой. Вся последующая история статистической теории
турбулентности была во многом связана с проблемой замыкания. Для решения
этой проблемы потребовалось проведение необычайно широкомасштабных
экспериментальных исследований свойств турбулентности при течениях в
трубах, каналах, пристенных пограничных слоях и свободных струйных
течениях. На основе представлений, полученных в этих исследованиях, были
построены так называемые полуэмпирические теории турбулентности.
neustaf
Старожил форума
02.11.2014 21:37
to SageSerjant
////
здесь попроще будет побщатся, сначало рекомендовал бы темку почитать, ссылки глянуть, что бы в тему въехать.
British-Researcher
Старожил форума
02.11.2014 22:05
Саяны Байк:

Что тут медитироать, когда Колмогоров ошибся явно.

И в чем же он ошибся?))
British-Researcher
Старожил форума
02.11.2014 22:26
Nicholas12345:

Так или иначе, я получил число Рейнольдса - что надо с ним сделать, что бы понять где поток оторвется ? Зависит ли он от профиля ?

Зависит от профиля, от шероховатости поверхности от возмущений перед профилем (https://ru.wikipedia.org/wiki/ ...


Как расчитать эту точку отрыва для проско-выпуклово профиля при нулевом угле атаки ?

Методами вычеслительной гидродинамики, используя уравнения Навье-Стокса, методы https://ru.wikipedia.org/wiki/RANS или https://ru.wikipedia.org/wiki/ ...


Как понимать (и расчитывать) то, что турбулентный поток отрывается позже ?

Вычеслительная гидродинамика в помощь. Программные пакеты Ansys CFX, Fluent, OpenFoam, START-CD, STAR-CCM


Я хочу и разобратся "вообще" и рассчитать тихоход тандем (с двумя или более парами крыльев) с большой грузоподъемностью.

Берите табличные данные по известным профилям.
X15
Старожил форума
02.11.2014 23:25
По Числу Рейнольдса и профилям - фундаментальный труд ЦАГИ:
Характеристики авиационных профилей.
http://www.vokb-la.spb.ru/cont ...

Число Рейнольдса от NASA
http://www.grc.nasa.gov/WWW/k- ...
Борз
Старожил форума
16.08.2017 23:38
Интересно, вот посчитал я число Ре для хорды 1 м и скорости 200 к/ч, и для другого крыла с хордой 2 м но на 100 км/ч. Эти Ре равны, и о чем это говорит? что у них одинаковы безразмерные коээффциенты Су и Сх? Крылья условно бесконечного размаха
BLASIUS
Старожил форума
17.08.2017 03:12
Борз
Интересно, вот посчитал я число Ре для хорды 1 м и скорости 200 к/ч, и для другого крыла с хордой 2 м но на 100 км/ч. Эти Ре равны, и о чем это говорит? что у них одинаковы безразмерные коээффциенты Су и Сх? Крылья условно бесконечного размаха
не столь очевидный вопрос, как кажется...

относительную толщину тоже считаем одинаковой.

если ввести еще две идеализации:
1. абсолютно гладкие поверхности крыльев
2. полное отсутствие в набегающем потоке мелкомасштабной ("трубной", в противоположность "метеорологической" крупномасштабной) турбулентности

то, да - результаты по Су и Сх должны быть близки до совпадения.
denis22
Старожил форума
17.08.2017 03:30
сообщение 2011 года
Борз
Старожил форума
17.08.2017 07:17
BLASIUS
не столь очевидный вопрос, как кажется...

относительную толщину тоже считаем одинаковой.

если ввести еще две идеализации:
1. абсолютно гладкие поверхности крыльев
2. полное отсутствие в набегающем потоке мелкомасштабной ("трубной", в противоположность "метеорологической" крупномасштабной) турбулентности

то, да - результаты по Су и Сх должны быть близки до совпадения.
Значит формула Re=70*V*b всего лишь для сравнения.



 

 

 

 

← На главную страницу

Чтобы публиковать комментарии, вы должны войти на сайт.
Все форумы
Авиационный
Сослуживцы
Авторские

Реклама на сайте Обратная связь/Связаться с администрацией
Рейтинг@Mail.ru