кают сразу за уступом только в том случае, когда его глубина примерно равна амплитуде ожидаемых при данном угле соударения волн. Изложенные соображения о механизме волнообразования позволяют качественно объяснить основные экспериментальные факты. Например, размеры бугров деформации при этой схеме должны возрастать с увеличением угла соударения и быть соизмеримыми с размерами области высоких давлений. На рис. 3.19 приведены расчетные кривые Ajbx = /(у), характеризующие изменение ширины эпюр давления вдоль контактной поверхности при различных углах падения плоской струи идеальной жидкости толщиной 5, со скоростью V на абсолютно жесткую стенку. Здесь Ак — размер области вблизи точки торможения, в которой давление р превышает значение р = 0,5ç)Vq . На том же рисунке представлена зависимость X/25t (кривая 4) от у, описываемая эмпирической формулой (3.34). Для расчета ширины эпюры давления Ак используются соотношения, приведенные в Удовлетворительное совпадение полуширины эпюры давления (к= 0,51), определяющей максимальную ширину впадины, со значением 0,5Л. позволяет предположить, что рассматриваемая смена конфигураций течения должна происходить в случае, когда начальное возмущение охватывает область, соизмеримую с полушириной эпюры давления. Проанализируем этот случай более подробно [29]. Допустим, что происходит симметричное соударение пластин с образованием обратной струи (рис. 3.20, а). Будем считать, что в результате внешнего возмущения в области торможения, соизмеримой с полушириной эпюры давления, произошло локальное искривление границы раздела. Тогда вследствие изменения углов атаки резко увеличится расход материала пластины 2 в обратную струю и уменьшится соответствующий расход материала пластины Л Это в свою очередь должно привести к дальнейшему увеличению угла наклона поверхности раздела и ее сносу по течению, так как динамический напор на участок ab со стороны струи 2 увеличивается (рис. 3.20, 6, в). Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока бугор abc не достигнет свободной поверхности струи / (рис. 3.20, г) и точка торможения переместится на его вершину. Последующая стадия течения может быть представлена как обтекание бугра abc струей с образованием нового бугра bdf из материала струи который будет в свою очередь увеличиваться до того момента, пока сам не внедрится в струю 2 (рис. 3.20, д, е). В дальнейшем этот процесс повторяется (рис. 3.20, ж). Обобщение подобных качественных рассуждений для случая несимметричного соударения не представляет трудностей. Понятие бугров деформации в данном рассуждении является условным и относится к случаю слабых соударений и малых чисел Рейнольдса. В подвижной системе координат буграми можно считать укороченные обратные струи, попеременно формирующиеся из обоих потоков и не успе-
Карта
|