Экспериментальное изучение поведения прямоугольной пластины в набегающем потоке воздуха
(Левков Дмитрий)
Целью данной работы являлось исследование движения в потоке воздуха
удлиненной прямоугольной пластины, имеющей возможность вращения вокруг оси, совпадающей с
продольной осью симметрии. Поток воздуха набегает перпендикулярно оси вращения пластины.
В качестве исследуемых моделей использовались пластины из дерева и оргстекла, у которых
изменялась длина при постоянной ширине, а также ширина при постоянной длине. Конструкция
некоторых из них позволяла изменять момент инерции без изменения геометрических
характеристик пластин. Поток воздуха создавался с помощью воздуходувки, перед соплом которой
устанавливалась в игольчатых опорах между консолями исследуемая модель. Скоростные
параметры потока регистрировались с помощью чувствительного жидкостного манометра
оригинальной конструкции. Для визуализации потока использовались шелковинки,а также дымные
струи.В ходе экспериментов была отработана методика измерения частоты вращения пластины с
помощью фотодатчика на фототразисторе, который реагировал на луч лазера. Также достаточно
информативным оказалось использование микрофона для определения качественной картины
вихреобразования.
Отмечается существование двух устойчивых состояний пластины в набегающем
потоке, отмеченное в ходе проведения экспериментов: поперек потока, а также положение
вращения в ту или иную сторону. Получены экспериментальные зависимости скорости
вращения пластины от скорости набегающего потока, а также момента инерции и геометрических
параметров пластины. Дается объяснение выравнивания пластины поперек потока. В ходе
работы было проведено несколько качественных опытов, а на основе их результатов и полученных
зависимостей сделан вывод о связи вращения пластины с вихреобразованием на ее кромках.
Литература
1. Поль Р.В. "Механика, акустика и учение о теплоте". ГИГТЛ.М.1957 г.
2. Юрьев Б.И. "Экспериментальная аэродинамика". М. 1933 г.
3. Хютте. Справочник. Госмашиниздат. М-Л.1934 г.
4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. "Теоретическая физика". М.: Наука.
| 