Wat is het verschil tussen stroomscheiding en turbulente stroming?

Stromingsscheiding en turbulente overgang zijn totaal verschillende verschijnselen.

Stromingsscheiding wordt aangedreven door een ongunstige drukgradiënt in de stroming richting. Op het bovenoppervlak van een hijsoppervlak moet de stroom vertragen en terugkeren naar farfield-druk wanneer deze de achterrand van het oppervlak nadert. Er is dus een ongunstige drukgradiënt nabij de achterkant van folie-topsides. Het probleem is dat deze drukgradiënt de grenslaag doordringt tot op de huid van de folie, en de grenslaag is vertraagd door huidwrijving. Het resultaat is dat het vertragen van de lucht buiten de grenslaag tot freestream-snelheid ertoe kan leiden dat de grenslaag de verkeerde kant op stroomt, voorwaarts over de vleugel. De stroom moet ergens heen, dus vormt zich een luchtbel en de stroomlijnen komen van de huid weg. Grenslagen met laminaire stroming zijn hier vatbaar voor vanwege het snelheidsprofiel van laminaire grenslagen.

Een gebied met een sterke negatieve drukgradiënt kan zich ook net achter de zuigpiek aan de voorkant ontwikkelen. Dit kan een luchtbel vormen en de stroming wordt er vaak weer achter vastgemaakt. Een veelvoorkomend verschijnsel is dat zich een laminaire scheidingsbel vormt en dat er een turbulente stroming achter komt. Deze kunnen hardnekkig zijn en hebben de neiging hysterese te produceren in de lift versus AoA-curve.

Scheiding is minder waarschijnlijk in turbulente stroming, omdat er een grotere negatieve drukgradiënt nodig is.

Turbulentie is sterk een functie van de freestream-snelheid, en slechts in geringe mate een functie van drukgradiënten. Inderdaad, veel turbulentiemodellen gebruiken alleen vlakke plaat turbulentiegegevens (nuldrukgradiënt) en negeren de drukgradiënten volledig.

Het verschil is dus dat ze worden veroorzaakt door verschillende omstandigheden. Scheiding heeft een ongunstige drukgradiënt nodig die sterk genoeg is om een back-up te maken van de grenslaag, en turbulentie geeft niet veel om de drukgradiënt.

Opmerkingen

• Voor het creëren van turbulente stroming op een gladde vleugel is een ongunstige drukgradiënt nodig. Vergeet ‘ t te vermelden dat
• @Abdullah I ‘ m vermoedend dat je naar dit bit verwijst – ” Alle grenslagen beginnen als laminair. Veel invloeden kan een laminaire grenslaag destabiliseren, waardoor deze overgaat in turbulent. Ongunstige drukgradiënten, oppervlakteruwheid, warmte en akoestische energie allemaal voorbeelden van destabiliserende invloeden. Zodra de grenslaag overgaat, gaat de huidwrijving omhoog. Dit is het primaire resultaat van een turbulente grenslaag. De oude mythe van liftverlies is precies dat: een mythe. ” Een ongunstige drukgradiënt heeft een zwak effect op turbulente t ransition, maar het is niet vereist.
• @Abdullah hier is een voorbeeld waarbij de standaardwandfunctie van turbulente grenslaag, die geen rekening houdt met drukgradiënten, wordt opgewaardeerd naar een functie die dat wel doet. – afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/th/node100.htm
• Jongens – waarom niet ‘ Heeft u een nieuwe vraag gesteld? Het ‘ is eigenlijk vrij eenvoudig: een ongunstige drukgradiënt vertraagt de snelheid alleen in de hoofdstroom richting, waardoor de dwarsstroomsnelheden onaangetast blijven. Dus deze worden hoger relatief ten opzichte van de hoofdstroomsnelheid, wat helpt bij de overgang.En met betrekking tot de ” mythe ” van geen liftverlies door vroege turbulente overgang: vraag het maar aan een eigenaar van een zweefvliegtuig met de Wortmann 67-170 vleugelprofiel en ze kunnen je vertellen dat het allesbehalve een mythe is. Dit alles met voldoende diepte uitleggen, paste hier niet ‘ niet, daarom zou een nieuwe vraag helpen.
• Op geveegde vleugels is er geen behoefte aan de ongunstige helling . De veranderende stromingsrichting in de grenslaag is volledig voldoende om de overgang te trippen. Je moet waarschijnlijk toevoegen dat je antwoord alleen geldig is voor rechte vleugels.

Op welk punt zegt men ” oh, deze stroom is veranderd van turbulentie naar scheiding ”

Op het punt waar de stroom van richting verandert.

Stroomscheiding. De gewaagde curve is het oppervlak / de vleugel.

Ja, dat kan gebeuren.

Zowel turbulente als laminaire stroming kunnen scheiden. Turbulente stroming is in feite minder geneigd om te scheiden dan laminaire stroming. Dit is de reden waarom vliegtuigvleugels vaak apparaten hebben die opzettelijk turbulentie op de vleugel veroorzaken.

(Ja, gescheiden stroming veroorzaakt negatieve huidwrijving, maar ten koste van een enorme drukweerstand)

Hier “sa (slecht met de hand getekend) diagram dat het verschil laat zien tussen laminaire, turbulente en gescheiden stromen.

Gewoon een verduidelijking over stall. De stall is wanneer de liftvermindering veroorzaakt door stroomscheiding de lifttoename die wordt veroorzaakt door vliegen met een grotere aanvalshoek te boven gaat. Stroomscheiding kan plaatsvinden zonder afslaan, en het zal het voordeel dat wordt behaald door een hogere aanvalshoek verminderen in verhouding tot de mate waarin de stroom is gescheiden, maar afslaan kan niet gebeuren zonder stroomscheiding.

Inderdaad, veel vleugels hebben een gescheiden stroom bij de achterrand ergens vóór

Denk aan de grenslaag als een snelweg met meerdere rijstroken met rubberen autos die tegen verliefd op elkaar. Deze snelweg heeft aan één kant een plakkerige stoeprand en de autos zijn zelf een beetje plakkerig, dus autos bij die stoeprand worden hoe langzamer hoe dichter ze zijn.

In het ene geval blijven de autos op hun rijstrook en wordt de meest rechtse rijstrook, direct naast de stoeprand, (sorry, jullie Australiërs, Japanners of Indiërs: voor jullie zou dat de meest linkse rijstrook zijn) bezet door de langzaamste voertuigen. De snelheid neemt toe met elke rijstrook die verder van deze langzaamste rijstrook verwijderd is, aangezien autos lekker langs elkaar wrijven. Dit is als laminaire stroming.

Nu verandert het verkeer en wisselen de chauffeurs regelmatig van rijstrook. Het resultaat is dat autos op de langzaamste rijstroken moeten versnellen. Nieuwe rijstroken komen van tijd tot tijd bij de snelste rijstrook, zodat de snelheid op de snelste rijstrook niet afneemt. De snelheid is nu veel gelijker over de rijstroken, maar de hele snelweg wordt breder om plaats te bieden aan al die nieuwe rijstroken met snelle voertuigen. Dit is als een turbulente stroming.

Terwijl bij laminaire stroming de luchtpakketten allemaal in de overheersende stromingsrichting stromen, is er bij turbulente stroming veel dwarsstroming, dus die pakjes worden tegen elkaar gestoten als ze wrijven met de muur (de plakkerige stoeprand van de snelweg, om op de foto te blijven) vertraagt ze te veel. Dit vereist een constante toevoeging van nieuwe, hoogenergetische pakketten, zodat de hele grenslaag dikker is en een voller snelheidsprofiel heeft.

Als de snelheidsgradiënt langs de overheersende stroomrichting echter negatief is (bijvoorbeeld in het recompressiegebied in de achterste bovenste helft van een vleugelprofiel), worden de autos op de verbindingsstroken langzamer en de langzamere rijstroken ook langzamer. Het is alsof ze zich houden aan een reeks snelheidsbeperkingen die iedereen vertellen om hun snelheid met enkele MPH te verminderen. En nog wat meer. Als de snelheid bij de stoeprand (op de langzaamste rijstrook) tot nul daalt en dan achteruit gaat, stroomscheiding heeft plaatsgevonden. Nu vult de langzaamste rijstrook zich met voertuigen uit beide richtingen, waardoor de autos in de aangrenzende rijstroken verder naar buiten worden geduwd. De snelwegbreedte explodeert.

Dit kan beide gebeuren zonder of veel van rijstrook wisselen; het resultaat is hetzelfde. Als het gebeurt zonder van rijstrook te wisselen en bestuurders veranderen verder stroomafwaarts van gedachten over dat detail , de nieuwe autos die toetreden, zullen nu alle anderen tegen elkaar stoten en het verkeer weer op gang brengen. Dit beschrijft een laminaire scheidingsbel die stroomafwaarts opnieuw wordt bevestigd.

Ik ben zich afvragen of scheiding alleen een verstoorde grenslaag betreft, terwijl turbulentie een grotere verstoring kan veroorzaken, zoals in een stal?

Elke stroom scheidt zich aan de achterrand. Bij een te grote aanvalshoek kruipt deze scheiding naar voren aan de bovenzijde op dikke draagvlakken of begint een nieuwe scheiding voorbij de zuigpiek nabij de neus op dunne draagvlakken. Deze scheiding, indien uitgebreid genoeg, veroorzaakt verlies van lift en definieert de stal. Zowel laminaire als grenslagen kunnen dit ervaren.

Een speciaal geval is een laminaire scheidingsbel die voorbij de zuigpiek optreedt maar de daaropvolgende overgang naar turbulente stroming zorgt voor herbevestiging. Dit kan later nog gevolgd worden door een scheiding van de turbulente grenslaag.

Is het bijvoorbeeld juist om te zeggen dat in de box een reeds -turbulente stroming (soms ervaren als kabbelend) komt los?

Ja, maar ook een laminaire grenslaag kan loskomen en vastlopen veroorzaken (meestal op vliegtuigschaal en kleiner). Het ” kabbelende ” die je noemt, wordt hier niet door veroorzaakt, maar door grotere draaikolken die de staart raken. Dit duidt op een grote scheiding nabij de achterrand op de binnenvleugel maar met weinig of geen liftverlies. Dit soort turbulentie is anders dan die in een grenslaag en van een veel grotere schaal.

Of die vortexgeneratoren, ontworpen om een stagnerende grenslaag, doe dit door turbulentie te creëren om scheiding te voorkomen?

Ja. Vortex-generatoren voegen meer snelle rijstroken toe aan het verkeer in de grenslaag. Ze helpen ook om de locatie van schokken tijdens transsonische vluchten vast te stellen.

Opmerkingen

• Geweldig. De volgende keer dat ik in het vliegtuig stap, ga ik ‘ naar de vleugel kijken en zie die vol met kleine rubberen botsautootjes die overal heen stormen. 🙂
• Wat heeft het VK je nu aangedaan dat het niet genoemd mag worden? 🙂
• Ik zou echt vermijden om moleculen helemaal te noemen. Turbulente en laminaire stromingen draaien allemaal om het continuüm. De moleculen zijn in beide volkomen chaotisch. Individuele moleculen worden op totaal verschillende schaal van belang, het gemiddelde vrije pad in de lucht is ongeveer 70 nm. Er is een goede reden waarom vloeibare pakketten of deeltjes zijn uitgevonden en.wikipedia.org/wiki/Fluid_parcel
• @VladimirF: Ja, dat klinkt logisch. Ik heb ze vervangen door ” pakjes lucht “.
• @TooTea: ze hebben te veel landen met de ziekte besmet van het rijden aan de verkeerde kant van de weg.Maar misschien moet ik het zuiden van Afrika een eervolle vermelding geven.