При исследовании в равномерном потоке структуры течения вблизи торца консольного цилиндра при акустическом воздействии и без него условия эксперимента отличались от вышеизложенных. Принципиальная схема этого эксперимента дана на рис. 3.41.[ ...]
В опытах использовались две модели цилиндра. Модель № 1 представляла собой полый круговой цилиндр из оргстекла диаметром с! = 80 мм и длиной Н- 250 мм. На верхнем срезе цилиндра крепилась крышка, причем таким образом, что существовал по всему периметру (за исключением точек крепления) зазор в 1 мм между крышкой и боковой поверхностью цилиндра. Направление зазора - под углом 45° к образующей цилиндра. Модель устанавливалась на стенке рабочей части на расстоянии 1,0 м от ее начала.[ ...]
Течение искусственно возбуждалось поочередно от громкоговорителя мощностью 2 Вт, расположенного внутри модели, и от громкоговорителя мощностью 50 Вт, находившегося в конце диффузора аэродинамической трубы.[ ...]
В качестве модели № 2 использовался стальной цилиндр примерно с такими же характерными размерами, как и модель № 1. Цилиндр был полый с толщиной боковой стенки 4 мм. На торце цилиндра, после измерения поля течения, были просверлены по периметру отверстия диаметром 0,5 мм с интервалом Дер = 5°, отстоявшие от кромки на расстоянии 5 мм. Испытания проводились при скорости набегающего потока и0 = 5 м/с, что соответствовало числу Яе = 2,6-104.[ ...]
На рис. 3.43, а приведены профили средней скорости, реализуемые в области отрыва потока на торце цилиндра без акустического воздействия и с ним. Отметим, что, как и в работе [Козлов В. В., 1985], при построении кривых принималось во внимание, что в рециркуляционной зоне скорость имеет отрицательное значение. Измерения проводились в плоскости, проходящей через ось цилиндра параллельно вектору скорости набегающего потока. Видно, что при включении «внешнего» акустического поля (на рис. 3.43 громкоговоритель № 1), картина обтекания торцевой поверхности существенно меняется. В области отрыва наблюдается возрастание средних скоростей потока.[ ...]
Для распределения интенсивности интегральных пульсаций скорости (рис. 3.43, б) характерно значительное удаление максимума от поверхности и совпадение его местоположения с точкой перегиба на профилях средней скорости (рис. 3.43, а). При акустическом воздействии наблюдается приближение максимума пульсаций к торцевой поверхности.[ ...]
Интересно было выяснить реакцию пограничного слоя на торце при звуковом облучении из внутренней полости цилиндра, через имеющийся зазор. Для случая продольного обтекания цилиндра в работе [Sigurdson Ь. Ж е1 а!., 1987] было показано, что пограничный слой на боковой поверхности сильно реагирует на высокочастотное акустическое воздействие (/зв= 1300 Гц). Это влияние проявляется в перераспределении давления по размаху цилиндра, вплоть до расстояния хМ= 3 от передней кромки.[ ...]
В нашем случае эксперименты с поперечным обтеканием консольного цилиндра показали, что при указанном способе воздействия характер влияния акустических возмущений на обтекание его торца качественно остается таким же, как и при «внешнем» звуковом облучении. Это служит подтверждением того, что наблюдаемый эффект изменения интегральных характеристик течения при акустическом воздействии связан в первую очередь с возникновением вихревых возмущений в области отрыва потока, а не с прямым воздействием звука на структуру следа.[ ...]
Для проверки, не является ли реакция пограничного слоя на акустические возмущения следствием вибрации крышки цилиндра, были проведены дополнительные исследования на металлической модели № 2 с отверстиями по периметру торцевой поверхности. Поочередно изучалось влияние на обтекание торца «внутреннего» и «внешнего» акустических полей. В обоих случаях проявление наблюдаемого ранее эффекта качественно осталось без изменения.[ ...]
Во многих практических случаях потоком жидкости обтекаются тела, имеющие открытые основания и внутреннее течение, например, дымовые трубы и др. Поэтому исследование влияния на такой тип течения акустического поля с целью оценки его воздействия и, может быть, нахождения пути управления структурой течения является актуальной задачей.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема эксперимента с консольным цилиндром на стенке |
 |
| Спектр турбулентности в ламинарном течении над торцом консольного цилиндра при акустическом воздействии |
 |
| Профили средней скорости (а) и пульсаций скорости (б) над плоским торцом кругового цилиндра |
 |
| Распределение средней скорости (а) и интегральной интенсивности пульсаций (б) над торцом полого кругового цилиндра |
 |