Qual è la differenza tra separazione del flusso e flusso turbolento?

La separazione del flusso e la transizione turbolenta sono fenomeni completamente diversi.

La separazione del flusso è determinata da un gradiente di pressione negativo nel flusso direzione. Sulla superficie superiore di una superficie di sollevamento, il flusso deve decelerare e tornare alla pressione di campo lontano quando si avvicina al bordo di uscita della superficie. Quindi cè un gradiente di pressione avverso vicino alla parte posteriore della parte superiore del foglio. Il problema è che questo gradiente di pressione penetra nello strato limite fino alla pelle del foglio e lo strato limite è stato rallentato a causa dellattrito della pelle. Il risultato è che far rallentare laria fuori dallo strato limite alla velocità del flusso libero può far sì che lo strato limite fluisca nel modo sbagliato, in avanti sopra lala. Il flusso deve andare da qualche parte, quindi si forma una bolla e le linee aerodinamiche si sollevano dalla pelle. Gli strati limite del flusso laminare sono inclini a ciò a causa del profilo di velocità degli strati limite laminare.

Unarea con un forte gradiente di pressione avverso può anche svilupparsi appena dietro il picco di aspirazione del bordo anteriore. Questo può formare una bolla e il flusso spesso si riattacca dietro di essa. Un evento comune è che si formi una bolla di separazione laminare e che il flusso turbolento si riattacchi dietro di essa. Questi possono essere ostinati e tendono a produrre isteresi nella curva lift vs AoA.

La separazione è meno probabile che avvenga in un flusso turbolento, poiché richiede un gradiente di pressione avverso maggiore.

La turbolenza è fortemente una funzione della velocità del flusso libero e solo debolmente una funzione dei gradienti di pressione. In effetti, molti modelli di turbolenza utilizzano semplicemente i dati di turbolenza della piastra piatta (gradiente di pressione zero) e ignorano completamente i gradienti di pressione.

Quindi la differenza è che sono causati da condizioni diverse. La separazione richiede un gradiente di pressione avverso abbastanza forte da sostenere lo strato limite e alla turbolenza non interessa molto il gradiente di pressione.

Commenti

• La creazione di un flusso turbolento su unala liscia richiede un gradiente di pressione avverso. Non ‘ t dimenticare di menzionarlo
• @Abdullah I ‘ immagino che ti stia riferendo a questo bit – ” Tutti gli strati limite iniziano come laminari. Molte influenze può agire per destabilizzare uno strato limite laminare, facendolo passare a turbolento. Gradienti di pressione avversi, rugosità superficiale, calore ed energia acustica sono tutti esempi di influenze destabilizzanti. Una volta che lo strato limite transita, lattrito della pelle sale. Questo è il risultato principale di uno strato limite turbolento. Il vecchio mito della perdita di portanza è proprio questo: un mito. ” Il gradiente di pressione avverso ha un debole effetto sul turbolento t ransition, ma non è richiesta.
• @Abdullah qui è un esempio in cui la funzione standard del muro dello strato limite turbolento, che non considera i gradienti di pressione, viene aggiornata a una che lo fa. – afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/th/node100.htm
• Ragazzi, perché don ‘ non fai una nuova domanda? ‘ in realtà è abbastanza semplice: un gradiente di pressione negativo rallenta la velocità solo nella direzione del flusso principale , lasciando invariate le velocità del flusso incrociato. Quindi questi aumentano rispetto alla velocità del flusso principale che aiuta la transizione.E per quanto riguarda il ” mito ” di nessuna perdita di portanza dalla transizione turbolenta iniziale: basta chiedere a qualsiasi proprietario di un aliante con il Wortmann 67-170 profilo alare e possono dirti che è tuttaltro che un mito. Spiegare tutto questo con una profondità sufficiente non ha ‘ rientrare qui, quindi una nuova domanda aiuterebbe.
• Sulle ali spazzate non è necessario il gradiente avverso . Il cambiamento della direzione del flusso nello strato limite è del tutto sufficiente per far scattare la transizione. Probabilmente dovresti aggiungere che la tua risposta è valida solo per le ali dritte.

A che punto si dice ” oh, questo flusso è passato da turbolenza a separazione ”

Nel punto in cui il flusso inverte la direzione.

Separazione del flusso. La curva in grassetto è la superficie / ala.

Sì, può accadere.

Sia il flusso turbolento che il flusso laminare possono separarsi. Il flusso turbolento ha infatti meno probabilità di separarsi rispetto al flusso laminare. Questo è il motivo per cui le ali degli aerei hanno spesso dispositivi che creano deliberatamente turbolenza sullala.

(Sì, il flusso separato produce attrito della pelle negativo, ma al prezzo di unenorme resistenza alla pressione)

Qui “sa (mal disegnato a mano) diagramma che mostra la differenza tra flussi laminari, turbolenti e separati.

Solo un chiarimento su stallo. Il stallo si verifica quando la riduzione della portanza causata dalla separazione del flusso supera laumento della portanza causata dal volo con un angolo di attacco maggiore. La separazione del flusso può avvenire senza stallo e ridurrà il vantaggio ottenuto da un angolo di attacco più alto in proporzione alla misura in cui il flusso è separato, ma lo stallo non può avvenire senza separazione del flusso.

In effetti, molte ali hanno il bordo di uscita qualche tempo prima di

Pensa allo strato limite come a unautostrada a più corsie con auto di gomma che possono urtare luno nellaltro. Questa autostrada ha un marciapiede appiccicoso su un lato e le auto sono un po appiccicose, quindi le auto vicino a quel marciapiede diventano più lente più sono vicine.

In un caso le auto stanno nelle loro corsie e la corsia più a destra, proprio accanto al marciapiede, (scusate, australiani, giapponesi o indiani: per voi quella sarebbe la corsia più a sinistra) è occupata dal veicoli più lenti. La velocità aumenta con ogni corsia più distante da questa corsia più lenta poiché le auto si muovono bene. È come un flusso laminare.

Ora il traffico cambia e i conducenti cambiano corsia frequentemente. Il risultato è che le auto nelle corsie più lente devono accelerare. Nuove corsie si uniscono alla corsia più veloce di tanto in tanto in modo che la velocità nella corsia più veloce non rallenti. La velocità è ora molto più uguale tra le corsie, ma lintera autostrada si allarga per accogliere tutte quelle nuove corsie con veicoli veloci. Questo è come un flusso turbolento.

Mentre nel flusso laminare le particelle daria scorrono tutte nella direzione del flusso predominante, nel flusso turbolento cè molto flusso incrociato, quindi quelle particelle vengono urtate se lattrito con il muro (il cordolo appiccicoso dellautostrada, per rimanere nella foto) li rallenta troppo. Ciò richiede laggiunta costante di nuovi pacchi ad alta energia in modo che lintero strato limite sia più spesso e abbia un profilo di velocità più completo.

Tuttavia, se il gradiente di velocità lungo la direzione del flusso predominante è negativo (ad esempio, in larea di ricompressione nella metà superiore posteriore di un profilo alare), le auto nelle corsie di raccordo diventano più lente e anche le corsie più lente rallentano. È come se obbedissero a una sequenza di limiti di velocità che dicono a tutti di ridurre la velocità di qualche MPH. E poi ancora di più. Se la velocità vicino al marciapiede (nella corsia più lenta) scende a zero e poi si inverte, separazione del flusso . Ora la corsia più lenta si riempie di veicoli da entrambe le direzioni, il che spinge più lontano le auto nelle corsie adiacenti. La larghezza dellautostrada esplode.

Ciò può accadere senza o molti cambi di corsia; il risultato è lo stesso. Quando accade senza cambi di corsia e i conducenti cambiano idea su quel dettaglio più a valle , le nuove auto che si uniscono ora sbatteranno tutte le altre e rimetteranno in movimento il traffico. Questo descrive una bolla di separazione laminare con riattacco a valle.

Io sono ti chiedi se la separazione coinvolga solo uno strato limite disturbato, mentre la turbolenza può comportare un disturbo più ampio come in uno stallo?

Ogni flusso si separa sul bordo di uscita. Con un angolo di attacco troppo elevato, questa separazione si insinua in avanti sul lato superiore su profili aerodinamici spessi o una nuova separazione inizia oltre il picco di aspirazione vicino al naso su profili aerodinamici sottili. Questa separazione, se sufficientemente ampia, causa la perdita di portanza e definisce lo stallo. Entrambi gli strati laminare e limite possono subire questo.

Un caso speciale è una bolla di separazione laminare che si verifica oltre il picco di aspirazione ma la successiva transizione al flusso turbolento causa il riattacco. Questo può ancora essere seguito da una separazione dello strato limite turbolento in seguito.

Ad esempio, è corretto dire che nello stallo, un già -il flusso turbolento (a volte percepito come gorgogliante) si stacca?

Sì, ma anche uno strato limite laminare può separarsi e causare stallo (principalmente a scala di modellini di aeroplani e più piccoli). Il ” burbling ” che hai menzionato non è causato da questo, ma da vortici più grandi che colpiscono la coda. Ciò indica una separazione importante vicino al bordo duscita sullala interna ma con nessuna o poca perdita di portanza. Questo tipo di turbolenza è diverso da quello di uno strato limite e di scala molto più ampia.

O quei generatori di vortici, progettati per riattivare un ristagno strato limite, farlo creando turbolenza per prevenire la separazione?

Sì. I generatori di vortici aggiungono più corsie ad alta velocità al traffico nello strato limite. Aiutano anche a correggere la posizione degli shock durante il volo transsonico.

Commenti

• Ottimo. La prossima volta che salgo su un aereo, ‘ guarderò lala e la vedrò piena di piccoli autoscontri di gomma che saltellano dappertutto. 🙂
• Ora cosa ti ha fatto il Regno Unito che non merita menzione? 🙂
• Eviterei davvero di menzionare le molecole affatto . I flussi turbolenti e laminare riguardano il continuum. Le molecole sono completamente caotiche in entrambe. Le singole molecole iniziano ad avere importanza a scale completamente diverse, il percorso libero medio nellaria è di circa 70 nm. Cè una buona ragione per cui sono state inventate particelle o particelle di fluido en.wikipedia.org/wiki/Fluid_parcel
• @VladimirF: Sì, quello ha senso. Li ho sostituiti con ” pacchi daria “.
• @TooTea: Hanno infettato troppi paesi con la malattia di guidare sul lato sbagliato della strada.Ma forse dovrei dare al Sud Africa una menzione donore.