ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ ЦИЛИНДРА ПОТОКОМ ИДЕАЛЬНОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ СРЕДЫ ПРИ НАЛИЧИИ ЭКРАНИРУЮЩЕГО ЭФФЕКТА
Аннотация
Предложен аналитический метод решения плоской задачи обтекания кругового цилиндра установившимся потоком идеальной среды при наличии экранирующей поверхности. Метод основан на решении краевой задачи для уравнений установившегося движения идеальной несжимаемой среды при граничных условиях непроницаемости вдоль контуров обтекаемого цилиндра и экранирующей поверхности. В качестве определяющих уравнений использовался интеграл уравнений Эйлера для 2D установившегося движения идеальной несжимаемой среды. Решение задачи реализовано с применением асимптотических методов. В результате получены новые формулы, определяющие подъемную силу и лобовое сопротивление обтекаемого тела как функции исходных параметров, справедливые при малых размерах обтекаемого тела по сравнению с размерами набегающего потока. С помощью пакета стандартных программ Maple найдены значения этих величин при различных исходных параметрах и с учетом эффекта экранирования.
Ключевые слова
обтекание, круговой цилиндр, идеальная несжимаемая жидкость, экранирующая поверхность, уравнение, интеграл, подъемная сила, лобовое сопротивление, экранирующий эффект
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Белавин Н. И. Экранопланы / Н. И. Белавин. - Л.: Судостроение, 1977. - 232 с.
Маскалик А. И. Крылатые суда России: история и современность / А. И. Маскалик, Р. А. Нагапетян, А. Я. Вольфензон. - СПб.: Судостроение, 2006. - 240 с.
Маскалик А. И. Экранопланы. Особенности теории и проектирования / А. И. Маскалик [и др.]. - СПб.: Судостроение, 2000. - 320 с.
Петров Г. Ф. Гидросамолеты и экранопланы России: 1910 - 1999 / Г. Ф. Петров. - М.: Русавиа, 2000. - 248 с.
Небылов А. В. Российские экранопланы: новые перспективы в международном сотрудничестве / А. В. Небылов, В. А. Небылов // Русский инженер. - 2013. - № 4 (39). - С. 33-36.
Болотин А. А. Математическое моделирование движения экраноплана при разгоне /А. А. Болотин // Труды НГТУ. - 2013. - № 5 (102). - С. 283-286.
Nebylov A. V. Wing-in-ground Effect Vehicles: Modern Concepts of Design and New Role of Automatic Control / A. V. Nebylov, V. A. Nebylov // 3-rd European Conference for Aero-Space Sciences (EUCASS), EUCASS Association. - 2009. - Pp. 1-10.
Lange R. H. Large Wing-in-Ground Effect Transport Aircraft / R. H. Lange, J. W. Moor // Journal of aircraft. - 1980. - Vol. 17. - № 4. - Pp. 260-266.
Фролова К. В. Несжимаемое потенциальное течение около цилиндра при наличии циркуляции и экранирующей поверхности / К. В. Фролова, В. А. Фролов // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук. Ч. 6. Аэромеханика и летательная техника: материалы 52-й науч. конф. МФТИ. - М.: Жуковский, 2009. - С. 31-33.
Milne-Thomson L. M. Theoretical Hydrodynamics / М. M. Thomson. - London: Macmillan and Co. LTD. - New York: St. Martin’s Press, 1960.
Кочин Н. Е. Теоретическая гидромеханика: в 2 ч. / Н. Е. Кочин, И. А. Кибель, Н. В. Розе. - М.: Изд-во физико-математической литературы, 1963. - Ч. 2. - 727 с.
Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. - М.: Наука, 1987. - 833 с.
Валландер С. В. Лекции по гидроаэромеханике / С. В. Валландер. - Л.: Изд-во Ленинградского государственного университета им. А. А. Жданова, 1978. - 294 с.
Коптев А. В. Первый интеграл и пути дальнейшего интегрирования уравнений Навье - Стокса / А. В. Коптев // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. - 2012. - № 147. - C. 7-17.
Коptev А. V. Generator of Solution for 2D Navier - Stokes Equations / A. V. Koptev // Journal of Siberian Federal University. Mathematics & Physics. - 2014. - Vol. 7. - № 3. - Pp. 324-330.
Коptev А. V. The Structure of Solution of the Navier - Stokes Equations / A. V. Koptev // Вестник национального исследовательского ядерного университета МИФИ. - 2014. - Т. 3. - № 6. - С. 656-660. DOI:10.1134/S2304487X1406008X.
Коптев А. В. Как разрешить 3D уравнения Навье - Стокса / А. В. Коптев // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. - 2015. - № 173. - C. 7-15.
Koptev A. V. Perspectives of Solution of the Navier - Stokes equations / А. V. Koptev // International Conference on Mathematical Control Theory and Mechanics. - Suzdal, 2015. - Pp. 172-174.
Панченков А. Н. Асимптотические методы в задачах оптимального проектирования и управления. / А. Н. Панченков, Г. М. Ружников [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1983. - 265 с.
Об авторах
Коптев Александр Владимирович - кандидат физико-математических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»
