Исследование гидродинамических нагрузок при проникании симметричных тел в сжимаемую жидкость

• Автор: Гавриленко, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 154 c. : ил

1. ИСХОДНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПРОНИКАНИЯ.
МЕТОД РЕШЕНИЯ
1.1. Постановка задачи
1.2. Метод решения плоской линейной задачи проникания
1.3. О численном решении задачи
1.4. Решение эталонных задач
2. ПРОНИКАНИЕ ЖЕСТКИХ ТЕЛ В СЖИМАЕМУЮ ЖИДКОСТЬ.
СЛУЧАЙ НЕПОДВИЖНОЙ ГРАНИЦЫ ЖИДКОСТИ
2.1. Постановка задачи .
2.2. Сведение задачи проникания к решению последовательности интегральных уравнений
2.3. Определение гидродинамических нагрузок при проникании
3. ЗАДАЧА ПРОНИКАНИЯ В СЛУЧАЕ ПОДВИЖНОЙ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1. Реализация алгоритма решения задачи
3.2. Результаты численных расчетов
4. ЗАДАЧА ПРОНИКАНИЯ С УЧЕТОМ ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ
4.1. Способ учета подъема поверхности жидкости вблизи проникающего тела
4.2. Численная реализация алгоритма решения задачи
4.3. Определение гидродинамических нагрузок
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В современной технике существуют механизмы и конструкции, которые в процессе эксплуатации взаимодействуют с жидкостной средой. В ряде случаев присутствие жидкости является определяющим в их поведении.
Проникание является одним из видов взаимодействия тел и жидкости со свободной поверхностью.
Основы теории проникания (удара и погружения) тел в жидкость были заложены в грудах советских и зарубежных ученых И.П.Абрамо-ва, М.В.Келдыша, М.А.Лаврентьева, А.С.Повицкого, Л.И.Седова,
Г.Вагнера, Т.Кармана, В.Пабсга еще в 30-х годах нашего столетия.
В них исследовались задачи применительно к посадке гидросамолетов.
В настоящее время актуальность исследований по прониканию возрастает, это вызвано большим числом объектов и процессов, в которых они находят практическое применение. К таким, например, от -носятся посадка на воду летательных аппаратов, слемминг современ -ных высокоскоростных судов, ударная штамповка и др.
Дальнейшее развитие теории проникания связано с именами таких ученых как Н.Г.Асрян, А.Г.Багдоев, А.В.Галанин, Л.А.Галин,
A.Г.Горшков, Э.И.Григолюк, М.И.Гуревич, И.Т.Егоров, М.И.Иманалиев,
B.С.Крылов, В.Д.Кубенко, Н.А.Лаврентьев, Г.В.Логвинович, O.A.Осипов, В.Б.Поручиков, А.Я.Сагомонян, Л.И.Седов, И.Г.Филиппов, Ш.Д.Шамгунов, В.Н.Шац, Г.Г.Шахверди, М.Медик, М.Очи, Р.Пейтон, Р.Скалак, Д.Фейт, В.Шебехели и другие.
В связи с обширной библиографией, а также в силу того, что по данной проблематике неоднократно выходили обзорные труды [26,27, 28,60,61,96,106, 108] , в настоящем введении целесообразно остановиться на работах, имеющих непосредственную близость к теме диссертационной работы. Кроме этого, по-видимому, имеет смысл провести

Отличие постановки задачи данной главы от ранее изложенной постановки состоит в граничном условии на свободной поверхности жидкости. Последняя предполагается неподвижной, то есть (2.1):
= 0 , Ы<Х*. ( 2.3 )
‘й ~ О
Остальные соотношения остаются прежними: условие на. бесконечности
V 0 , % — ; ( 2л )
начальные условия
^ = ~ 0 при t = 0 ( 2.5 )
и второй закон Ньютона для проникающего тела
^Г=-е $ Р&,х№х. ( 2-6 )
Задача проникания в постановке (2.1)-(2.6) в силу граничных условий (2.2)-(2.3) уже не является смешанной. Тот факт, что на поверхности жидкости задается только скорость, значительно упрощает ее решение. Как будет показано ниже, данная задача сводится к бесконечной последовательности интегральных уравнений. С точки зрения численного решения это существенное упрощение, которое уменьшает количество вычислений, а следовательно, сокращает время счета.
На раннем этапе проникания затупленных тел в первоначально невозмущенную жидкость граница смоченной поверхности тела имеет скорость, большую или равную скорости звука. Акустические возмущения достигают свободной поверхности жидкости в момент, когда указанные скорости становятся равными. На протяжении отрезка времени от начала взаимодействия до выхода возмущений на поверхность жидкости последняя остается неподвижной. На этом отрезке времени