В настоящее время на отрыв вихрей за цилиндром конечной длины есть две точки зрения. Некоторые исследователи считают, что при обтекании равномерным потоком цилиндра конечного удлинения вдоль его размаха с поверхности сходят вихри одной и той же частоты (см., например, [Жангунов О., 1987]). В работе [Фаривар Дж., 1981] утверждается, что с цилиндра конечной длины сходят три цепочки вихревых контуров нерегулярной формы с различными частотами схода.[ ...]
Отметим, что определение частоты схода вихрей в области, прилегающей к торцу цилиндра, требует тонких экспериментальных методов ввиду сложного взаимодействия пограничных слоев, сходящих с торца и с боковой поверхности.[ ...]
В данном эксперименте исследование частоты схода вихрей проводилось на модели консольного цилиндра удлинением = 10 при низкой степени турбулентности набегающего потока (е < 0,04 %). Заметим, что в работе [Фаривар Дж., 1981] использовался поток со степенью турбулентности примерно 1 %. Доминирующая частота определялась с помощью анализатора спектра FAT-1 с высокой разрешающей способностью. Измерения проводились на расстоянии x/d = 1 в максимуме интегральной интенсивности пульсаций скорости.[ ...]
На рис. 2.13 представлено изменение безразмерной частоты схода вихрей по высоте консольного цилиндра. Видно, что имеется достаточно полное согласие полученных экспериментальных данных с данными работы [Фаривар Дж., 1981]. Таким образом, подтверждено, что на цилиндре удлинением X > 10 существуют три области, каждая из которых имеет свою частоту схода вихрей.[ ...]
Область 1 с низкой частотой (8Ь 0,08) находится вблизи торца цилиндра и распространяется по высоте на расстоянии 0,85 < г/Н < 1,0. Средняя область 2 характеризуется более высокой частотой (8Ь< 0,17) и малой протяженностью (0,7 <г/Н< 0,85). Заметим, что переход от области 1 к области 2 четко не разделяется, в разные моменты времени фиксируется то одна, то другая частота. В области 3, занимающей большую часть длины цилиндра, наблюдается частота схода вихрей, равная значению 8Ь = 0,19, соответствующему классическому течению в плоском следе. В настоящее время нет достаточно убедительного объяснения существования нескольких областей с разной частотой схода вихрей при перемещении вдоль размаха цилиндра. Можно предположить, что течение за торцом цилиндра отклоняется в направлении следа и мешает взаимодействию вихрей. Тогда удлиняется область формирования вихрей, что приводит к задержке схода вихрей вблизи торца цилиндра. Однако это не объясняет существование нескольких частот вдоль размаха цилиндра.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость числа Струхала от высоты при поперечном обтекании консольного цилиндра различного удлинения |
 |