Care este diferența dintre separarea debitului și debitul turbulent?

Separarea fluxului și tranziția turbulentă sunt fenomene complet diferite.

Separarea fluxului este determinată de un gradient de presiune advers în flux direcţie. Pe suprafața superioară a unei suprafețe de ridicare, fluxul trebuie să decelereze și să revină la presiunea terenului îndepărtat, pe măsură ce se apropie de marginea din spate a suprafeței. Deci, există un gradient de presiune advers în apropierea părții superioare a foliei. Problema este că acest gradient de presiune pătrunde în stratul limită chiar până la pielea foliei, iar stratul limită a fost încetinit din cauza fricțiunii pielii. Rezultatul este că obținerea aerului în afara stratului limită încetinit până la viteza de flux liber poate duce la stratul limită care curge într-un mod greșit, înainte spre aripă. Fluxul trebuie să meargă undeva, așa că se formează o bulă și curgerile se ridică de pe piele. Straturile limită ale fluxului laminar sunt predispuse ca acest lucru să se întâmple datorită profilului de viteză al straturilor limită laminar.

O zonă cu un gradient puternic de presiune adversă se poate dezvolta chiar în spatele vârfului de aspirație al marginii anterioare. Acest lucru poate forma o bulă și fluxul se reașează adesea în spatele ei. Un eveniment obișnuit este acela de a se forma o bulă de separare laminară și de a se reatașa fluxul turbulent în spatele ei. Acestea pot fi încăpățânate și tind să producă histerezis în curba de ridicare față de AoA.

Separarea este mai puțin probabilă să se întâmple în fluxul turbulent, deoarece are nevoie de un gradient de presiune advers mai mare pentru a se produce.

Turbulența este puternic o funcție a vitezei freestream și doar slab o funcție a gradienților de presiune. Într-adevăr, multe modele de turbulență folosesc doar date de turbulență pe plăci plate (gradient de presiune zero) și ignoră gradienții de presiune complet.

Deci diferența este că sunt cauzate de condiții diferite. Separarea are nevoie de un gradient de presiune advers suficient de puternic pentru a susține stratul limită, iar turbulența nu prea are grijă de gradientul de presiune.

Comentarii

• Crearea fluxului turbulent pe o aripă netedă necesită un gradient de presiune advers. Nu ‘ nu uitați să menționați că
• @Abdullah ‘ Presupun că vă referiți la acest bit – ” Toate straturile limită încep ca laminare. Multe influențe poate acționa pentru a destabiliza un strat limitar laminar, determinându-l să treacă la turbulent. Gradienții de presiune adversă, rugozitatea suprafeței, căldura și energia acustică toate exemplele de influențe destabilizante. Odată ce stratul limită trece, fricțiunea pielii crește. Acesta este rezultatul primar a unui strat limită turbulent. Vechiul mit al pierderii de ridicare este doar acela – un mit. ” Gradientul de presiune advers are un efect slab asupra t turbulent ransiție, dar nu este necesară.
• @Abdullah iată un exemplu în care funcția standard de perete a stratului limită turbulent, care nu ia în considerare gradienții de presiune, este actualizată la una care o face. – afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/th/node100.htm
• Băieți – de ce să nu ‘ nu puneți o întrebare nouă? ‘ este de fapt destul de simplu: un gradient de presiune advers încetinește viteza numai în direcția de curgere principală , lăsând neatinse vitezele de curgere încrucișată. Deci, acestea devin relative la viteza principală a fluxului, ceea ce ajută la tranziție.Și în ceea ce privește ” mitul ” fără pierderi de ridicare din tranziția turbulentă timpurie: întrebați orice proprietar de planor cu Wortmann 67-170 și vă pot spune că este orice altceva decât un mit. Explicând toate acestea cu o adâncime suficientă, ‘ nu s-a potrivit aici, de aceea o nouă întrebare ar ajuta.
• Pe aripile măturate nu este nevoie de gradientul advers . Schimbarea direcției de curgere în stratul limită este suficientă pentru a declanșa tranziția. Probabil ar trebui să adăugați că răspunsul dvs. este valabil numai pentru aripi drepte.

În ce moment se spune ” oh, acest flux s-a schimbat de la turbulență la separare ”

În punctul în care fluxul inversează direcția.

Separarea fluxului. Curba îndrăzneață este suprafața / aripa.

Da, se poate întâmpla.

Atât fluxul turbulent, cât și fluxul laminar se pot separa. De fapt, fluxul turbulent este mai puțin probabil să se separe decât fluxul laminar. Acesta este motivul pentru care aripile avioanelor au adesea dispozitive care creează în mod deliberat turbulențe pe aripă.

(Da, fluxul separat produce frecare negativă a pielii, dar cu prețul unei forțe de presiune uriașe)

Aici „o diagramă (prost trasă manual) care arată diferența dintre fluxurile laminare, turbulente și separate.

Doar o clarificare despre stand. stand este atunci când reducerea ridicării cauzată de separarea debitului copleșește creșterea ridicării cauzată de zborul la un unghi crescut de atac. Separarea fluxului poate avea loc fără și va reduce beneficiul obținut dintr-un unghi mai mare de atac proporțional cu măsura în care fluxul este separat, dar standul nu se poate întâmpla fără separarea fluxului.

Într-adevăr, multe aripi au flux separat marginea din spate cu ceva timp înainte de

Gândește-te la stratul de graniță ca la o autostradă cu mai multe benzi, cu mașini de cauciuc care se pot ciocni unul în celălalt. Această autostradă are o bordură lipicioasă pe o parte și mașinile sunt ele însele puțin lipicioase, astfel încât mașinile din apropierea bordurii devin cu atât mai lente cu cât sunt mai aproape.

Într-un caz, mașinile rămân pe benzile lor și pe banda din dreapta, chiar lângă bordură, (îmi pare rău, voi australienii, japonezii sau indienii: pentru voi care ar fi cea mai stângă bandă) este ocupată de cele mai lente vehicule. Viteza crește cu fiecare bandă mai îndepărtată de această bandă mai lentă, deoarece mașinile se freacă frumos. Este ca un flux laminar.

Acum traficul se schimbă, iar șoferii schimbă frecvent banda. Rezultatul este că mașinile din cele mai lente benzi trebuie să accelereze. Noile benzi se alătură celei mai rapide din când în când, astfel încât viteza pe cea mai rapidă bandă nu va încetini. Viteza este acum mult mai egală pe benzi, însă întreaga autostradă se extinde pentru a găzdui toate acele benzi noi cu vehicule rapide. Aceasta este ca un flux turbulent.

În timp ce în fluxul laminar, pachetele de aer curg toate în direcția predominantă a fluxului, în fluxul turbulent există o mulțime de flux transversal, astfel încât acele pachete se lovesc de-a lungul în cazul în care se frecare cu peretele (bordura lipicioasă a autostrăzii, pentru a rămâne în imagine) le încetinește prea mult. Acest lucru necesită o adăugare constantă de colete noi, cu energie ridicată, astfel încât întregul strat limită este mai gros și are un profil de viteză mai complet.

Cu toate acestea, dacă gradientul de viteză de-a lungul direcției predominante de curgere este negativ (de exemplu, în zona de recompresie din jumătatea superioară posterioară a unui profil aerian), mașinile din benzile de îmbinare devin mai lente, iar benzile mai lente încetinesc și ele. Este ca și cum ar respecta o secvență de limite de viteză care le spun tuturor să-și reducă viteza cu un MPH. Și apoi cu altele. Dacă viteza de lângă bordură (pe cea mai lentă bandă) scade la zero și apoi inversează, separarea fluxului a avut loc. Acum banda cea mai lentă se umple cu vehicule din ambele direcții, ceea ce împinge mașinile din benzile adiacente mai departe. Lățimea autostrăzii explodează.

Acest lucru se poate întâmpla atât fără schimbarea de bandă, fie cu multă schimbare; rezultatul este același. Când se întâmplă fără schimbarea benzii de circulație și șoferii se răzgândesc cu privire la acel detaliu în aval , noile mașini care se vor alătura se vor ciocni cu toate celelalte și vor face traficul să se miște din nou. Aceasta descrie o bulă de separare laminară cu reatașare în aval.

Sunt vă întrebați dacă separarea implică doar un strat limită perturbat, în timp ce turbulența poate implica o perturbare mai largă, cum ar fi într-un stand?

Fiecare flux se separă la marginea de ieșire. Cu un unghi prea mare de atac, această separare se strecoară înainte pe partea superioară pe aripile groase sau o nouă separare începe după vârful de aspirație lângă nas pe pânzele de aer subțiri. Această separare, când este suficient de extinsă, determină pierderea ridicării și definește taraba. Atât straturile laminare cât și cele limită pot experimenta acest lucru.

Un caz special este o bulă de separare laminară care apare după vârful de aspirație, dar tranziția ulterioară la curgerea turbulentă determină reatașarea. Acest lucru poate fi în continuare urmat de o separare a stratului limită turbulent mai târziu.

De exemplu, este corect să spunem că în stand, un -fluxul turbulent (uneori experimentat ca spargere) se detașează?

Da, dar și un strat de limită laminar se poate separa și provoca blocarea (mai ales la scările modelului de avion) și mai mici). ” burbling ” pe care îl menționați nu este cauzat de acest lucru, ci de vârtejuri mai mari care lovesc coada. Acest lucru indică o separare majoră în apropierea marginii de ieșire de pe aripa interioară, dar fără pierderi sau puțin de ridicare. Acest tip de turbulență este diferit de cel dintr-un strat de graniță și de o scară mult mai mare.

Sau acele generatoare de vortex, concepute să re-energizeze o stagnare strat de graniță, faceți acest lucru creând turbulențe pentru a preveni separarea?

Da. Generatoarele Vortex adaugă mai multe benzi de mare viteză la traficul din stratul limită. De asemenea, ajută la fixarea localizării șocurilor în zborul transsonic.

Comentarii

• Excelent. Data viitoare când mă urc într-un avion, ‘ mă voi uita la aripă și o voi vedea plină de mici mașini de protecție din cauciuc care mărginesc peste tot. 🙂
• Acum ce ți-a făcut Marea Britanie pentru că nu merită nicio mențiune? 🙂
• Aș evita cu adevărat să menționez molecule deloc . Fluxurile turbulente și laminare se referă la continuum. Moleculele sunt complet haotice în ambele. Moleculele individuale încep să conteze la scări complet diferite, calea liberă medie în aer este de aproximativ 70 nm. Există un motiv bun pentru care s-au inventat colete sau particule fluide en.wikipedia.org/wiki/Fluid_parcel
• @VladimirF: Da, asta are sens. Le-am înlocuit cu ” colete de aer „.
• @TooTea: Au infectat prea multe țări cu boala de a conduce pe partea greșită a drumului.Dar poate că ar trebui să dau sudului Africii o mențiune onorifică.