• 4-01-2013, 04:58
  • | Views: 808


Вихреобразование в следе

Вихреобразование в следе

В остающемся за рыбой гидродинамическом следе при инерционном движении, когда локомоторные изгибания тела отсутствуют, вихрей нет. При активном движении рыбы след всегда свертывается в вихри с вертикально расположенными осями (рис. 72—73), из чего следует, что вихреобразование в следе вызвано непосредственно работой осевого ундуляционного движителя. Интенсивность вихреобразования в гидродинамическом следе усиливается с увеличением чисел Рейнольдса, о чем можно судить по скорости сворачивания следа в вихри.

Первые опыты визуализации обтекающего потока у Teuthoidea, проделанные на кальмаре Todarodes pacificus, свидетельствуют о безотрывном обтекании всего тела моллюска, включая и сложенные в пучок щу-пальцы (рис. 63, Д).

С целью исследования картины обтекания нектеров нами было изучено также обтекание моделей 8 видов нектеров: рыб, морских рептилий и китообразных. Модели были изготовлены из дерева применительно к случаю инерционного движения животных, имели аэродинамически гладкую поверхность и эффективную длину 1,00 м. На поверхность моделей наклеивали легкие индикаторные нити. Модели испытывали с помощью 1) продувки их в аэродинамической трубе и 2) буксировки в бассейне. Аэродинамические испытания были проведены в аэродинамической трубе НИИ механики МГУ, гидродинамический эксперимент — в бассейне длиною 50 м и шириною 25 м при глубине воды около 3 м. Модели буксировали электролебедкой со скоростью около 4 м/сек. Расположение продольной оси модели строго по направлению буксировки корректировалось пловцом-оператором, который буксировался вместе с моделью (рис. 77, Д). Буксировка моделей сопровождалась непрерывной подводной киносъемкой с помощью кинокамеры «Конвас».

В аэродинамической трубе были испытаны модели Auxis, Xiphias m Istiophorus при i?e = 5,2-106 (Алеев, 19706, и др.). Буксировки в бассейне были выполнены для моделей Thunnus, Phocoena, Delphinus, Chelonia и Cryptocleidus при Re от 4,0-106 до 4,4-106. При указанных величинах Re все модели обтекаются без отрыва пограничного слоя, о чем свидетельствует строго продольное расположение индикаторных нитей на всей поверхности моделей (рис. 77—79). Некоторая вибрация нитей у кормовых оконечностей моделей указывает на турбулентное состояние пограничного слоя.
Таким образом, как на основании исследования картины обтекания живых нектеров (Rosen, 1961; Алеев и Овчаров, 1969, 1971, 1973а, 19736, и др.), так и на основании исследования обтекания моделей нектеров (Алеев, 19706, 1974, и др.) мы приходим к заключению, что общим правилом для нектеров является безотрывное обтекание тела, что представляет собою важнейшую особенность движения нектонных животных, непосредственно направленную на снижение сопротивления формы.

2) Пограничный слой

Пограничный слой у нектеров, в зависимости от формы тела животного, режима движения и величины Re, может быть как ламинарным, так и турбулентным (Hill, 1950; Steven, 1950; Gero, 1952; Rosen, 1961; Алеев и Овчаров, 1969, 1971, 1973а, 19736; Алеев, 19706, 19736, 1974, и др.).
Эксперименты проделанные нами на рыбах (Алеев и Овчаров, 1969, 1971, 1973а, 19736) показывают, что при Re > 105 у всех исследованных видов пограничный слой смешанный, состоящий из ламинарного и турбулентного участков, причем место перехода пограничного слоя из ламинарного состояния в турбулентное примерно соответствует границе между конфузорным и диффузорным участками тела (рис. 72—76). На многих из полученных нами кинограмм хорошо видны гребни волнистых турбулентных образований, представляющие собою струи турбулентной жидкости, выходящие из внутренней части пограничного слоя в относительно бестурбулентное течение вне слоя (рис. 72, 3 — И\ 76). Наши эксперименты подтверждают мнение (Бурдак, 1968, 1969а), что плавники рыбы представляют собою турбулизирующий фактор: отведение плавников от тела во всех случаях способствует укорочению ламинарного участка обтекания (рис. 72, Г — Д, 3 — К; 74).

При Re 105, на что указывают результаты описываемых ниже экспериментов с моделями Scombridae (рис. 77, А; 85, А).




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Вихреобразование в обтекающем потоке


    Обтекание у Xiphioidae


    Турбулентные участки обтекания


    Нестационарность картины обтекания


    Способы предотвращения отрыва пограничного слоя

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры