How att beräkna dragningen på en flygplatta från momentumlikvationen (Fundamental of Aerodynamics 5th edition, J.D.Anderson)?

Navigera dina svar
0

Om du har boken, läs 2.6 avsnitt (sidan 135). Här är min summering av det här avsnittet:

En flygplatta i en vindtunnel (vinge tippar mot båda sidoväggarna av vindtunneln). Kontrollvolymen är "abcdefghia", den har enhetsdjup i z-riktningen (vinkelrätt mot sidan). Genom några steg som du kan läsa från sidor fick vi: $ Drag \ utrymme på \ space \ \ space airfoil = - \ unicode {x222F} _ {ai + bh} (\ rho \ vec V. \ vec {ds}) u $$ I experinment, hur kan vi veta var linjen bra är, hur länge det är ..?

På bilden ovan kan vi flytta linjen bh bakåt (till höger)?

Hur stor är vindtunneln eller hur långt från vindtunnelns övre och nedre väggar (med givna flygplåtar) finns i oder för att få raderna och hej?

Känner du att den här metoden är väldigt felaktig med mycket försumbar och pitot rake sak (sidan 141)?

@Peter: Tack, trevligt att höra det !! . Egentligen trodde jag att jag förstod det här avsnittet tills jag står inför problemet 2.2 på sidan 198 (i slutet av kapitel 2). Jag granskade det här avsnittet och många frågor uppstod. Först, förlåt för att engelska inte är mitt morspråk.

Första fråga: Jag har ingen aning om var linjen bra är (både vertikalt och horisontellt) och hur är längden på bra?.

Andra fråga: Antag att vi redan har linjen bra placerad korrekt. Min fysiska känsla säger att linjen bh kan röra sig bakåt och hastigheten gradient $ u_2 $ = f (y) blir densamma. Men föreställ dig i det verkliga livet, om vi flyttar linjen bra tillräckligt långt, kommer hastighetsgradienten $ u_2 $ att vara likformig och lika med freestream-hastigheten $ u_1 $ !!

Om den tredje frågan tror jag: vi måste ha vindtunnelns övre och nedre väggar att trycket över dem är lika med det fria strömtrycket, menar jag: flytta dem långt från flygplattan i vertikal riktning så att trycket över dem är likformigt och lika med fritt strömtryck.

4: e fråga: Jag hade fortfarande ingen aning om att jag aldrig använder mina händer för att göra sådana experiment, men min instinkt säger att det kommer att ha en hel del fel. Mitt ord kanske är för dumt men jag vill lära mig vad människor gör i verkligt experiment.

    
uppsättning Dat 10.07.2017 18:59

2 svar

2

Du ställer i grund och botten två frågor här:

  • Hur väljer vi en lämplig kontrollvolym?
  • Vilka effekter har en vindtunnels fysikaliska geometri på vår förmåga att göra exakta mätningar?

    • Contol-volymval

    Young, et al., har några fina ord:

    Any volume in space can be considered as a control volume. The ease of solving a given fluid mechanics problem is often very dependent upon the choice of the control volume used. Only by practice can we develop skill at selecting the "best" control volume. None are "wrong," but some are "much better" than others.

    Forskarna som kom upp med kontrollvolymen i din bild hade gott om övning och visste hur man klokt kunde minska sin beräkningsbelastning genom val av kontrollvolymen. De kunde ha valt en kontrollvolym utanför vindtunneln - eller till och med 1000 mil från den - men det här skulle ha krävt mycket mer arbete för att få sina resultat. Jag föreslår att du tittar på den här uppsättningen anteckningar för en matematiskt benägen presentation på kontrollvolymvalet i det här fallet (det hjälper dig också med problem 2.2 och din andra fråga). Alvs svar diskuterar några av de mer kvalitativa faktorerna som påverkar kontrollvolymen i detta fall.

    Så att svara på dina två första frågor specifikt kan du sätta $ bh $ var du än vill och göra det så länge du vill, men det finns en fördel att ställa in kontrollvolymen så som den ligger i bilden.

    Vindtunnel experiment

    För att svara på din tredje fråga skulle vindstunnens väggar helst vara oändligt långt ifrån testartikeln. Ett sådant arrangemang är uppenbart omöjligt, så olika korrigeringar av vägginterferens utvecklas. Här är en kort översikt över dessa korrigeringar; en enkel Google-sökning kommer ge mycket mer information. Enskilda tunnlar kommer att utveckla sin egen uppsättning korrigeringar som innehåller saker som lämplig storlek för en modell och avståndet från väggarna (sök också blockeringsförhållande ).

    Vindtunnelkonstruktion kan också hjälpa till att mildra vägginterferens. Många tunnlar med högre hastighet har slitsade väggar i sina testavsnitt för att få en kompromiss mellan att rikta flödet av luft och tillåter tryckstörningar att försvinna.

    Specifikt för din fjärde fråga kommer noggrannheten av dina resultat att bestämmas av hur judiciously du bestämmer och tillämpar dina korrigeringar. Med tanke på att vindtunnlar är fortfarande används inom industrin att utveckla nya flygplan, kan vi vara säkra på att det finns ett sätt att få rimliga resultat. Ännu mer, de data som produceras av de mycket studier som Anderson beskriver är fortfarande används av ingenjörer och forskare; tryckintegreringsmetoden har visat sig vara ganska robust under åren.

        
    svaret ges 12.07.2017 01:19
    2

    Det är några bra frågor. Jag kommer att försöka vara mycket kortfattad.

    För det första, vad gäller linjen 'bh' finns det ingen fast längd som du kan beräkna. Helst vill du se till att du får mätningar av hela regionen där det finns en momentumförlust. Därför försöker du ta mätningar tills du når en punkt som är tillräckligt långt så $ u_1 = u_2 $.

    Observera att denna momentförlust är direkt relaterad till klockans storlek, varigenom längden på "bh" skulle bestämmas av Reynolds-numret, separationspunkten, incidensen, etc. Ett vanligt problem, särskilt vid hög AoA, är att raken är så stor att käften inte täcker denna "bra" linje. Detta skulle innebära att momentumförlusten som mättes, och därmed dragningen, är mindre än den är fysiskt.

    Med hänsyn till avståndet från bakkanten: Du måste undvika att vara för nära eftersom fenomen som recirkulationsbubblor eller tryckskillnaden mellan övre och nedre delen av aerofoilen i grunden skulle förstöra dina mätningar (hastigheten är inte normal mot sonder, etc.). Å andra sidan ger flödet i raken en ytterligare momentumförlust, så om du mäter mätningarna längre bakåt, skulle du också mäta detta bidrag, förutom att luftfjädringen drabbar. Dessutom ökar vågens storlek, vilket leder till de problem som nämns i den första frågan. Vanligtvis används ett avstånd på ungefär ett ackord för experimenten.

    Nästa fråga är relaterat till ett annat ämne, vindtunnelkorrigeringar. På bilden, på grund av momentumförlusten, genom att använda kontinuitetslikvationen, kommer du alltid att ha $ ai < bh $. Vad som definieras som "" strömlinjer långt bort från kroppen ", linjerna ab och hej antar konstant tryck och hastighet. Om du lägger till vindtunnelgränserna, vilket innebär att strömlinjerna är parallella med tunnelens yta, skulle flödet accelereras, $ u_1 < u_2 $, så denna p = p_infinity blir inte längre uppnådd.

    Denna förändring i hastighetsprofilen påverkar mätningarna vid raken, därför behövs några korrigeringar. Ju större vindtunneln är desto mindre korrigeringar är. I boken hittar du ett bra kapitel om detta.

    När det gäller den sista frågan har jag tyvärr inte längre boken ... Men den här metoden har faktiskt vissa nackdelar (förutom de ovan nämnda). För det första är tryckdragningen nästan försummad. Dessutom är det svårt att mäta det turbulenta flödet vid vaken och leda till fel om hastigheten inte är normal för sonden (detta händer särskilt vid hög AoA).

    Hoppas det här har hjälpt!

        
    svaret ges 11.07.2017 16:30

    Läs andra frågor om taggar Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna

    duplex utloppsrelä Vad heter filmen redigeringsteknik?