Задачи гидродинамики и гидроупругости высокоскоростного движения в воде

• Автор: Васин, Анатолий Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 282 с.

Глава 1. Развитые кавитационные течения в дозвуковом потоке сжимаемой жидкости.
1.1 Тонкие осесимметричные каверны в дозвуковом потоке.
1.2 Кавитационные течения за тонкими конусами.
1.3 Расчет осесимметричных каверн за диском.
1.4 Сравнение результатов теоретического исследования с экспериментальными данными.
Глава 2. Развитые кавитационные течения в сверхзвуковом потоке.
2.1 Тонкие осесимметричные каверны при сверхзвуковом обтекании.
2.2 Применение теории тонкого тела для исследования кавитационных течений за конусами.
2.3 Прямой скачок уплотнения в сверхзвуковом потоке.
2.4 Расчет кавитационного обтекания диска.
2.5 Течение Прандтля-Майера в сверхзвуковом потоке воды.
2.6 Основные зависимости для косого скачка уплотнения.
2.7 Конические течения.
2.8 Характерные особенности сверхзвуковых кавитационных течений.
2.9 Экспериментальные данные о кавитационных течениях, возникающих при движении тела в воде со сверхзвуковой скоростью.
Глава 3. Гидроупругое взаимодействие с жидкостью тел вращения.
3.1 Статическая устойчивость цилидрического стержня, движущегося в воде с большой скоростью.
3.2 Уравнения движения тела вращения при гидроупругом взаимодействии с жидкостью.
3.3 Основные параметры, характеризующие движение упругого тела в жидкости
Глава 4. Гидроупругое взаимодействие с жидкостью погружающегося днища
4.1 Постановка задачи
4.2 Уравнения, описывающие гидроупругое взаимодействие днища с жидкостью
4.3 Результаты численных расчетов
4.4 Влияние пиковых давлений на деформацию упругой балкиполоски
Глава 5. Погружение в жидкость пластины бесконечного размаха по круговой траектории с постоянным углом дифферента
5.1 Постановка задачи
5.2 Решение задачи о погружении пластины по круговой траектории с постоянным углом дифферента
5.3 Сравнение расчетных зависимостей с экспериментальными данными
Глава 6. Нестационарное глиссирование тел вращения по поверхности жидкости
6.1 Стационарное глиссирование тел вращения
6.2 Рикошет тел вращения
Глава 7. Воздействие расширяющегося газового пузыря на тело вращения
7.1 Постановка задачи
7.2 Применение метода граничных элементов для расчета воздействия полусферического газового пузыря на тело вращения
Заключение
Литература

Высокоскоростная гидродинамика исследует процессы, связанные с современными объектами техники: гидросамолетами, экранопланами и другими летательными аппаратами, морскими аппаратами, движущимися в воде, объектами авиационной и космической техники, совершающими аварийную посадку на поверхность воды и т.д. К проблемам, которые исследует современная высокоскоростная гидродинамика, следует отнести: развитые кавитационные течения, образующиеся при движении тел в воде с большой скоростью, гидроупругое взаимодействие тел с жидкостью, посадочный удар о воду летательных аппаратов, движение нестационарных свободных границ и т.д.
В НПО-12 ЦАГИ Л. И. Седовым и Г. В. Логвиновичем создана школа гидродинамики больших скоростей, основные научные принципы изложены в монографии [1]. На этом научном фундаменте в НИО-12 успешно решены многие задачи, обеспечившие прогресс морской техники. Следует также отметить теоретические работы М. И. Гуревича [2]. Дальнейшее развитие высокоскоростная гидродинамика получила в работах О. П. Шорыгина [3], Л.
А. Эпштейна [4], Е. Н. Капанкина [5], М. Г. Щегловой [6], Ю. Ф. Журавлева [7], Э. В. Парышева [8] и др. Большой вклад в гидродинамику скоростного движения внесли работы Г. В. Уварова, А. Б. Лотова, В. П. Соколянского, М. Ю. Цейтлина, Е. А. Федорова, Б. И. Романовского, Г. В. Махортых, Н. А.
Шульмана, А. А. Болдырева, А. А. Лисаченко, В. В. Стрекалова, В. В.
Воронина, В. М. Лапина, В.Н. Куликова, А. И. Аржанова, С. И. Сиволдаева и др.
Наряду с работами школы гидродинамики ЦАГИ следует отметить работы других научных школ: С. С. Григоряна, Г. Ю. Степанова, Ю. Л.
Якимова, В. П. Карликова, А. Г. Терентьева, А. Г. Горшкова, В. Б.
Поручикова, В. А. Ерошина, А. В, Кузнецова, О. М. Киселева, Л. М. Котляра, Ю. Н. Савченко, В. Н. Буйвола, А. Н. Иванова, К. В. Рождественского, А. Ф.

(1.37)

д - 3111- +
з эх эх Эт э?
где Ф - потенциал скорости обтекания, Аь А2, А3 - метрические коэффициенты.
Связь между давлением и плотностью в воде берем в форме уравнения Тэта [62]
где Р*, - давление и плотность в рассматриваемой точке потока, Родавлеиие в невозмущенном потоке, п=7,]5, ао - скорость звука в невозмущенном потоке.
С учетом (1.38) уравнение Бернулли для течения сжимаемой жидкости имеет вид
где V - безразмерная скорость в рассматриваемой точке потока, М= Уфао - число Маха.
Из (1.39) можно получить зависимость плотности от скорости

(1.38)
(1.39)