对于流体绕过圆柱的不可压缩流动(雷诺数 500),圆柱受到的阻力和侧 向力都是呈周期性变化的。 (1) 试分析两个方向的力的周期性与圆柱表面脱落的旋涡之间的关系,并画 出力随时间的变化关系; (2) 根据流场尾迹结构,试分析尾迹剖面的动量亏损大小。
时间: 2024-01-24 09:17:56 浏览: 33
1. 圆柱受到的阻力和侧向力的周期性变化是由于流体绕过圆柱时在其后面形成的旋涡脱落所引起的。当流体流经圆柱时,会在其后面形成一个稳定的旋涡。随着流体的继续流动,这个旋涡会逐渐增大,直到达到一个临界大小,然后突然脱落。这个脱落的旋涡会导致圆柱表面受到突然的压力变化,从而产生周期性的力变化。
以下是力随时间的变化关系图:
![力随时间的变化关系图](https://i.imgur.com/dYz5Wz8.png)
2. 根据流场尾迹结构,可以分析尾迹剖面的动量亏损大小。在圆柱后面形成的旋涡脱落后,流体会形成一个漩涡街,这个漩涡街会在圆柱后面形成一个尾迹。尾迹中的流体速度较低,动量较小。因此,尾迹剖面的动量亏损大小可以通过测量尾迹中流体速度的变化来计算。通常,使用流体动量系数($C_{\mu}$)来表示动量亏损的大小,其计算公式为:
$$C_{\mu} = \frac{\Delta p}{\frac{1}{2}\rho V^2D}$$
其中,$\Delta p$ 是圆柱后面的静压力降,$\rho$ 是流体密度,$V$ 是流体的平均速度,$D$ 是圆柱的直径。
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