Querzylindrische Strömung: Messung der Druckverteilung und Einschätzung des Strömungswiderstandskoeffizient
Quelle: David Guo, College of Engineering, Technology, and Aeronautics (CETA), Southern New Hampshire University (SNHU), Manchester, New Hampshire
Die Druckverteilungen und Zugabschätzungen für den kreuzzylindrischen Fluss werden seit Jahrhunderten untersucht. Durch die ideale inviszide Potentialflusstheorie ist die Druckverteilung um einen Zylinder vertikal symmetrisch. Die Druckverteilung vor und nach dem Zylinder ist ebenfalls symmetrisch, was zu einer Null-Netto-Luftwiderstandskraft führt. Experimentelle Ergebnisse liefern jedoch sehr unterschiedliche Strömungsmuster, Druckverteilungen und Luftwiderstandskoeffizienten. Dies liegt daran, dass die ideale inviszide Potentialtheorie einen irrotationalen Fluss voraussetzt, was bedeutet, dass die Viskosität bei der Bestimmung des Strömungsmusters nicht berücksichtigt oder berücksichtigt wird. Das unterscheidet sich deutlich von der Realität.
In dieser Demonstration wird ein Windkanal verwendet, um eine bestimmte Fluggeschwindigkeit zu erzeugen, und ein Zylinder mit 24 Druckanschlüssen wird verwendet, um Druckverteilungsdaten zu sammeln. Diese Demonstration zeigt, wie sich der Druck einer realen Flüssigkeit, die um einen Kreisförmigen Zylinder fließt, von den vorhergesagten Ergebnissen unterscheidet, basierend auf dem potenziellen Fluss einer idealisierten Flüssigkeit. Der Luftwiderstandskoeffizient wird ebenfalls geschätzt und mit dem vorhergesagten Wert verglichen.
1. Messung der Druckverteilung um einen Zylinder
- Entfernen Sie die obere Abdeckung des Prüfabschnitts eines Windkanals, und montieren Sie einen sauberen Aluminiumzylinder (d = 4 in) mit 24 eingebauten Anschlüssen an einem Drehteller (Abbildung 3). Installieren Sie den Zylinder so, dass Port Zero vorgelagert ist (Abbildung 4a).
- Ersetzen Sie die obere Abdeckung, und schließen Sie die 24 Druckrohre mit der Bezeichnung 0 - 23 an
Die Experimentellen Ergebnisse für den sauberen und gestörten Zylinder sind in den Tabellen 1 bzw. 2dargestellt. Die Daten können in einem Diagramm des Druckkoeffizienten Cpim Vergleich zur Winkelstellung, b, für einen idealen und realen Durchfluss dargestellt werden, wie in Abbildung 6dargestellt.
