Файл: Поляхов Н.Н. Теория нестационарных движений несущей поверхности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 60

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

С в о б о д н ы е п о п е р е ч н ы е в и х р и в р а ссм а т р и в а ем о м н ам и с л у ­ ч а е б у д у т т а к ж е и м ет ь п е р е м е н н у ю в д о л ь с в о е г о р а зм а х а

н а п р я ж е н н о с т ь ?,

 

р а в н у ю

 

 

 

 

С к о р о ст ь , в ы зы в а ем а я им и

в т о ч к е N' с к о о р д и н а т а м и х\, 0 , г ', б у д е т в ы р а ж а т ь ся ф о р ­

м у л о й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f { z ) d

Z

z ’

 

 

 

 

 

 

J.

 

I

1

 

 

 

 

Xl —X/

dx i,

(9 5 )

 

 

 

 

 

-

х[

 

 

 

 

 

 

 

3/2

 

 

 

 

4 ”

 

1

х ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

H

 

Z

i

r

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l m =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

d t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э ту ф о р м у л у у д о б н о п ер е п и са т ь в в и д е

 

 

 

 

vs -

L I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dxi,

(9 6 )

 

4jc

 

 

Jfj—xj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г д е

f ( z , z')= J \Z )

 

О б о зн а ч а я

в ы р а ж ен и е ,

с т о я щ е е в

ф и г у р -

н ы х с к о б к а х ч е р е з 2К(хх — x v г ') , п о л у ч и м

 

 

 

 

 

=

1 f

 

 

 

xt—xt

 

 

 

^

{Кп^

{)

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О с н о в н о е и н т е гр а л ь н о е у р а в н е н и е за д а ч и б у д е т и м ет ь ви д

 

 

±

( *

f n

( . X ^ , Z \ t ) d x 1

_ _

V

i a

dy[

 

 

 

 

 

 

2*J

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx\

 

 

 

 

 

 

 

—a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о с т у п а я ,

как

и

р а н е е — см . ф о р м у л у

(7 0 ),

— п о л у ч и м

 

Г = Г * + a

J*

(л/j,

z', t) К (Xj — x v z'j

 

 

~ ^ ^

 

2

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В с л у ч а е

г а р м о н и ч е с к и х к о л еб а н и й , п о л а га я ,

что

 

 

 

 

Г = Г 0 + Г*е™ и Г* = Г оЛ + Гк*ем ,

 

б у д е м и м ет ь :

 

 

Г о +

Т*еы =

ГоЛ +

 

Г k*eM

 

 

 

hr*eMeh j

 

 

 

 

-

e - ‘« v

( j / " | ±

1

- 1

j

Kdx, +

f J

 

+

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

ew .e

Г dr

 

l y d z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2

 

J

d z

z

s '

 

 

 

77


откуда следует,

что

+L

 

 

 

 

 

.

 

dz

 

 

 

а

 

 

(97)

 

Го = Г0£ '

~2 J

Hz z — z' 5

 

 

 

—L

 

 

 

 

г* = IV + i j

— bY*eh

I

e~hx'v

m

1 ^K dxv

-L

 

 

 

 

 

(98)

Рассмотрим

интеграл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K d X l ^ T * E x * (a , \ Z ') ;

подставляя вместо К его значение,

получим,

что

 

 

(

+L

 

 

 

 

12 = Г*(г') \ е~‘°х‘

/(*)

/(г')

 

 

1+

 

tv

 

—L

Х\ —

г — z' \ 2 3/2 X

X

1/

1 Jdxv

 

V

Х , - \

Если бы циркуляция была распределена по пластинке согласно закону полуэллипса, то мы имели бы

/ ( g ) _ / - ( f )1

/Р О

/ - 0 ’ '

или же, полагая, что z = — L cos®, получим

/ ( г ) _ sin <р

/ ( z ' )

sin ср'

В более общем случае распределения циркуляции мы будем иметь:

/( z ) = ^] Ап sin 1щ

Т1—\

и, следовательно,

 

оо

 

 

 

 

2 An s\nn<f

 

 

/ (г) __ sin ср

1

________

__sin <*> 1 +

т

/4j sin у

f ( z ' ) ~ sin-f'

»

 

— sin <fV1 +

x' '

 

2

i4nsin/i«pr

 

 

 

J4 .it» _______

 

 

 

~

Аг sin <p'

 

 

78



Для пластинки, у которой плоскость

х у является плоскостью

симметрии,

А 2 = A j — ...

= 0, и

потому суммирование в

написанных

суммах

начинается

с

п, равного 3, причем

часто мало

по сравнению с А х.

Вследствие этого для первого

приближения можно принять

 

 

 

 

f ( z )

_ sin у

 

 

 

/

(z')

sin <p'

 

 

Таким образом, получим,

что

 

 

Рассмотрим теперь интеграл

* 1 Г dV Ixdz

Vn ~ ~ Ы-JL T z z — z'

входящий в формулу (98). В этом интеграле функция It имеет, как мы видели выше, следующий вид

со

£ -1

А = -----------575— , где

< — =—=

[1 -t- S*2] 7

* - 2

Ввиду того, что свободные продольные вихри сходят осо­ бенно интенсивно вблизи концов пластинки и, как показывает эксперимент, сворачиваются в сосредоточенные концевые вихри, в написанном интеграле для первого приближения

можно заменить г на X= —. При такой замене интеграл ц* примет вид

*

h (*. о» г')

Г dr*

dz

v n =

J dz

z — z' ‘

79


Если бы циркуляция была распределена по какому-нибудь другому закону r s*(z), то мы имели бы

Vn = Vis +

/, (х, о, zr)

Г^ ( г * - г ; )

dz

4it

J

dz

T ^ z ’ '

Имея в виду, что интеграл понимается в смысле его глав­ ного значения и потребовав, чтобы выполнялись условия

Г* (z') = Г / (г'),

Г* ( L) = Г / (L ) = Г* ( - L ) = Г / ( - L ) =- О,

после интегрирования по частям получим

+L

Г (z)— Г5 (г) dz-

(г - г')2

—L

Если предположить, что циркуляция Г5(г) подчинена эл­ липтическому закону

то

И, следовательно, так

как Г5* (г') = Г* (z'),

 

х

Г *( *') /, (1 +

8)

У * - » л Г

(г*—г;)dz

1>П= '

4L V1 +

п

J

(■*—г')г

 

 

 

—L

 

Для эллиптической циркуляции 8 равно' нулю, а для циркуля­ ций, близких к эллиптической, будет мало по сравнению с единицей.

На основании изложенного интегро-дифференциальное урав­

нение (98) примет вид

 

/ае“Т*

Г* = IV

тшГ*/] (X, ст, г’)

(1 + S )

2L

Ех,

 

 

/ - ( ? ) ■

откуда

 

 

 

 

 

 

7i/] (1 + 5)

+

iaeh К

/Я ! Г

80