nazywamy przepływem potencjalnym, a funkcję φ nazywamy potencjałem prędkości. Mamy: u

Podobne dokumenty
Elementarne przepływy potencjalne (ciąg dalszy)

dr inż. Zbigniew Szklarski

W przypadku przepływu potencjalnego y u z. nieściśliwego równanie zachowania masy przekształca się w równanie Laplace a: = + + t

+Q -Q. Złożenie przepływów elementarnych tworzące potencjalny opływ cylindra z cyrkulacją.

Zadania do rozdziału 7.

= przy założeniu iż wartość momentu pędu ciała jest różna od zera: 0. const. , co pozwala na określenie go w sposób jednoznaczny.

Prędkość i przyspieszenie punktu bryły w ruchu kulistym

RACHUNEK WEKTOROWY W FIZYCE

Zapis wskaźnikowy i umowa sumacyjna

Sieć odwrotna. Fale i funkcje okresowe

Wyznacznik macierzy. - wyznacznik macierzy A

Znajdowanie analogii w geometrii płaskiej i przestrzennej

POMIAR OGNISKOWEJ SOCZEWEK METODĄ BESSELA

f(x)dx (1.7) b f(x)dx = F (x) = F (b) F (a) (1.2)

Mechanika kwantowa. Mechanika kwantowa. dx dy dz. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki? Równanie Schrödingera. zasada zachowania energii

Wyznacznikiem macierzy kwadratowej A stopnia n nazywamy liczbę det A określoną następująco:

dr inż. Zbigniew Szklarski

Struktura energetyczna ciał stałych-cd. Fizyka II dla Elektroniki, lato

mgh. Praca ta jest zmagazynowana w postaci energii potencjalnej,

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY Etapy rozwiązania zadania , 3 5, 7

A. Zaborski, Rozciąganie proste. Rozciąganie

Zadania otwarte. 2. Matematyka. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i Gazetą Wyborczą n n. 2n n. lim 10.

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka. Poziom rozszerzony. Listopad Wskazówki do rozwiązania zadania

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

J. Szantyr Wykład 8 Warstwy przyścienne i ślady 1

Momenty bezwładności figur płaskich - definicje i wzory

5. Mechanika bryły sztywnej

Klucz odpowiedzi do zadań zamkniętych i schemat oceniania zadań otwartych

Wektory [ ] Oczywiście wektor w przestrzeni trójwymiarowej wektor będzie miał trzy współrzędne. B (x B. , y B. α A (x A, y A ) to jest wektor

Długo łuku krzywej., klasy. t ; t oraz łuk nie ma czci wielokrotnych, to długo łuku. wyraa si wzorem

Adam Korzeniewski p Katedra Systemów Multimedialnych

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

ĆWICZENIE 1. (8.10) Rozciąganie statycznie wyznaczalne, pręty o skokowo zmiennym przekroju, kratownice, Obciążenia termiczne.

3. Kinematyka ruchu jednostajnego, zmiennego, jednostajnie zmiennego, rzuty.

J. Szantyr - Wykład 7 Ruch ogólny elementu płynu

Wykład 2. Pojęcie całki niewłaściwej do rachunku prawdopodobieństwa

AERODYNAMIKA I WYKŁAD 1 PRZEPŁYWY POTENCJALNE CZĘŚĆ 1

Modelowanie i obliczenia techniczne. Metody numeryczne w modelowaniu: Różniczkowanie i całkowanie numeryczne

Prawo Coulomba i pole elektryczne

METODY HODOWLANE - zagadnienia

Wyrównanie sieci niwelacyjnej

Przykład 2.5. Figura z dwiema osiami symetrii

f(g(x))g (x)dx = 6) x 2 1

Praca, potencjał i pojemność

Wykład 2. Granice, ciągłość, pochodna funkcji i jej interpretacja geometryczna

Elektryczność i magnetyzm

Teoria Sygnałów. II rok Geofizyki III rok Informatyki Stosowanej. Wykład 2. Układy liniowe i niezmienne w czasie (układy LTI) y[n] x[n]

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

REZONATORY MIKROFALOWE

cz. 2 dr inż. Zbigniew Szklarski

4. RACHUNEK WEKTOROWY

Temat 1. Afiniczne odwzorowanie płaszczyzny na płaszczyznę. Karol Bator. GGiIŚ, II rok, niestac. grupa 1

Mechanika teoretyczna

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Fizyka i astronomia Poziom rozszerzony

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki

VI. Rachunek całkowy. 1. Całka nieoznaczona

Pierwiastek z liczby zespolonej

Pomiary parametrów światłowodów WYKŁAD 11 SMK. 1. Wpływ sposobu pobudzania włókna światłowodu na rozkład prowadzonej w nim mocy

=I π xy. +I π xz. +I π yz. + I π yz

RACHUNEK CAŁKOWY FUNKCJI DWÓCH ZMIENNYCH

Pomiar bezpośredni przyrządem wskazówkowym elektromechanicznym

Wykład 7: Pochodna funkcji zastosowania do badania przebiegu zmienności funkcji

dr inż. Zbigniew Szklarski

Zestaw 0. 1 sin 2 x ; k) (arctg x) 0 = 1 ; l) (arcctg x) x 2 m) (arcsin x) 0 = p 1

Prosta metoda sprawdzania fundamentów ze względu na przebicie

Wykład Półprzewodniki

PODSTAWY ALGEBRY MACIERZY. Operacje na macierzach

Metody analizy światłowodów wielomodowych

[ ] D r ( ) ( ) ( ) POLE ELEKTRYCZNE

KONKURS MATEMATYCZNY dla uczniów gimnazjów w roku szkolnym 2012/13. Propozycja punktowania rozwiązań zadań

Grażyna Nowicka, Waldemar Nowicki BADANIE RÓWNOWAG KWASOWO-ZASADOWYCH W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW AMFOTERYCZNYCH

Macierz. Wyznacznik macierzy. Układ równań liniowych

KONKURS MATEMATYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM

Pochodne i całki, macierze i wyznaczniki

Zadania do rozdziału 10.

Zalety. Wady. o prosty

MATEMATYKA Przed próbną maturą. Sprawdzian 1. (poziom podstawowy) Rozwiązania zadań

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI. W roku 1820 Oersted zaobserwował oddziaływanie przewodnika, w którym płynął

- Wydział Fizyki Zestaw nr 5. Powierzchnie 2-go stopnia

1 Definicja całki oznaczonej

Konkurs dla gimnazjalistów Etap szkolny 9 grudnia 2016 roku

Pole magnetyczne. 5.1 Oddziaływanie pola magnetycznego na ładunki. przewodniki z prądem Podstawowe zjawiska magnetyczne

Elektrostatyka. + (proton) - (elektron)

Równania różniczkowe

Wykład 6 Dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera

UKŁADY JEDNOWYMIAROWE. Część III UKŁADY NIELINIOWE

Analiza Matematyczna (część II)

OSERWACJE POLA MAGNETYCZNEGO Pole magnetyczne wytwozone jest np. pzez magnes stały......a zauważyć je można np. obsewując zachowanie się opiłków żelaz

DZIAŁ 2. Figury geometryczne

Równania różniczkowe. y xy (1.1) x y (1.2) z xyz (1.3)

BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZENIKALNOŚCI MAGNETYCZNEJ

magnetyzm ver

2. Tensometria mechaniczna

Ruch kulisty bryły. Kinematyka

Materiały diagnostyczne z matematyki poziom podstawowy

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 8. CIĄGI LICZBOWE

Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 8 Ogólny opis konstrukcji promieniowych maszyn wirnikowych. Część I Podstawy teorii Cieplnych Maszyn Przepływowych.

Pierwiastek z liczby zespolonej

6. Kinematyka przepływów

Transkrypt:

J. Sznt Wkłd n 13 Pktczne wzncznie pzepłwów - Pzepłw potencjlne Jeżeli pzepłw płn jest bezwiow, czli wszędzie lb pwie wszędzie w pol pzepłw jest ot 0 to ozncz, że istnieje fnkcj skln,, z, t, tk że gd. Pzepłw tki nzwm pzepłwem potencjlnm, fnkcję φ nzwm potencjłem pędkości. Mm: W pzpdk pzepłw potencjlnego z z płn nieściśliwego ównnie zchowni ms pzeksztłc się w ównnie Lplce : div divgd t 0 0 Równnie Lplce jest liniowe, co ozncz, że sm jego ozwiązń jest ównież ozwiązniem. W pktce więc możn skłdć bdzo skomplikowne fnkcje potencjł, opisjące złożone pzepłw, z fnkcji opisjącch tzw. pzepłw elementne. z Piee Lplce 1749-187

Pzepłw elementne pzepłw jednoodn b b, Potencjł pędkości: Linie ekwipotencjlne: C C b Fnkcj pąd: Linie pąd: b, C C b

Pzepłw elementne - źódło (dodtnie lb jemne) Q lb: Źódło jest pnktem osobliwm w pol pzepłw, w któm nstępje wpłw płn o okeślonm ntężeni objętościowm Q. Wpłw ten odbw się jednkowo we wszstkich kienkch. W pzpdk źódł jemnego (czli jści), płn dopłw do źódł i w nim znik. Mm więc: Q gdzie: Q Q ln - pędkość pomieniow Stłe wtości potencjł φ wstępją dl stłch wtości pomieni, czli linie ekwipotencjlne są współśodkowmi okęgmi.

Pzepłw elementne - źódło podwójne (dipol) Dipol jest efektem nłożeni źódł dodtniego i jemnego o tkim smm modle ntężeni wpłw. Mią ntężeni dipol jest tzw. moment dipol M=Q. W odóżnieni od źódł dipol m włsności kienkowe, gdż wzc płn w okeślonm kienk i wss go z pzeciwnej ston. Istotn jest więc oientcj dipol w pzestzeni. Dl dipol w =0, =0 skieownego w dodtnim kienk osi mm: M Potencjł dipol: M Fnkcj pąd dipol:

Ab wtwozć w pzepłwie potencjlnm sił hdodnmiczne n opłwnch ciłch konieczne jest zsknie pzepłw smetcznego. Jest to możliwe pz wkozstni kolejnego pzepłw elementnego zwnego wiem. Pzepłw elementne - wi Wi jest pnktem osobliwm genejącm w swoim otoczeni ch płn po toch kołowch. Wi jest nzwn pzepłwem spzężonm w stosnk do źódł, gdż linie pąd wi pokwją się z linimi ekwipotencjlnmi źódł, linie ekwipotencjlne wi pokwją się z linimi pąd źódł.

Potencjł wi: A Fnkcj pąd wi: Stł A jest związn z cklcją pędkości po kontze C obejmjącm wi: C C ds Czli otzmjem: ds 0 A d Aln C Ad A A 0 0 0 1 Nleż zwócić wgę, że ch wwołn dziłniem wi jest bezwiow w cłej pzestzeni z wjątkiem smego wi. Obliczenie cklcji po kontze nie obejmjącm wi dje wnik zeow. Czli mm do cznieni z wiem izolownm w =0, =0 oz pzepłwem bezwiowm w jego otoczeni. Dje to możliwość tktowni cłego pzepłw jko potencjlnego. A

W pktcznm modelowni pzepłw możn podzielić n obsz o ch wiowm i obsz o ch bezwiowm. Ob te obsz są wzjemnie współzleżne. Obsz o ch wiowm może bć modelown włóknmi wiowmi. Istotne stje się wted wzncznie pol pędkości geneownego pzez pole wiowości, czli opecj odwotn do obliczni otcji pol pędkości. Wzó Biot-Svt Jen Bptiste Biot 1774-186 Feli Svt 1791-1841 ds dv 3 4 ds V 3 4 L

Pzkłd: wiow (cklcjn) opłw wlc kołowego Spepozcj pzepłw jednoodnego oz dipol i wi mieszczonego w początk kłd współzędnch.

Potencjł: cos Fnkcj pąd: ln sin Skłdowe pędkości: cos 1 sin 1 gdzie: ctg N powiezchni wlc mm: 0 sin Rozkłd ciśnieni n wlc wedłg ównni Benolliego: 1 p p

Asmetczn ozkłd ciśnieni wokół wlc w zleżności od wtości cklcji. Dl okeśleni wtości cklcji konieczn jest dodtkow wnek, definijąc położenie pnkt spiętzeni n wlc.

Rozkłd ciśnieni n powiezchni wlc może bć okeślon w postci bezwmiowego współcznnik: C p p p 1 sin 1 N podstwie ozkłd ciśnieni możn obliczć skłdowe wpdkowej sił hdodnmicznej n wlc: P P 0 0 p p cosd sind 0 - sił opo - sił nośn Nikołj Żkowskij 1847-191 Pwo Żkowskiego: sił nośn dziłjąc n jednostkę dłgości wlc ówn się ilocznowi gęstości płn pędkości pzepłw niezkłóconego oz cklcji pędkości wokół wlc.

Współczesne metod wznczni pzepłwów potencjlnch - metod linii nośnej - metod powiezchni nośnej - metod elementów bzegowch Metod linii nośnej poleg n zstąpieni płt nośnego pojednczą linią wiową, tzw. wiem związnm, któ geneje siłę nośną zgodnie z pwem Żkowskiego. Wi ten msi bć zpełnion kłdem wiów swobodnch. Metod linii nośnej dobze ndje się do modelowni opłwów płtów o dżm wdłżeni,np. skzdeł smolotów i łopt śmigieł.

Pwo Żkowskiego może bć wkozstne do wznczeni sił nośnej np. n skzdle smolot, zgodnie z zleżnością: L U Powższ zleżność okeśl nie tlko wtość le i kienek sił nośnej. W pzepłwie potencjlnm linie wiowe nie mogą się kończć w płnie (po. twiedzeni n nstępnej stonie). Stąd wnik konieczność zpełnieni wi nośnego kłdem śld wiowego, któ bieze dził w wznczni pol pędkości (po. wzó Biot-Svt).

Twiedzenie Thomson: w pzepłwie idelnego płn botopowego znjdjącego się pod dziłniem potencjlnego pol sił msowch cklcj pędkości wzdłż dowolnej zmkniętej linii płnnej nie zmieni się w czsie Wilim Thomson lod Kelvin 184-1907 Dgie twiedzeni Helmholtz: w pzepłwie idelnego płn botopowego znjdjącego się pod dziłniem potencjlnego pol sił msowch ntężenie włókn wiowego nie zmieni się wzdłż jego dłgości i jest stłe w czsie. Hemnn von Helmholtz 181-1894

Metod powiezchni nośnej poleg n ozmieszczeni wiów, źódeł i dipoli n nieskończenie cienkiej powiezchni ogniczonej zeczwistm obsem płt. Metod t dobze się ndje do modelowni płtów o młm wdłżeni, np. skzdeł śb okętowch, łoptek tbin i pomp itp.

Metod elementów bzegowch poleg n ozmieszczeni wiów, źódeł i dipoli n zeczwistej powiezchni opłwnego obiekt, czli np. po ob stonch skzdł smolot cz łoptki tbin. Metod t dobze ndje się do wznczni opłw obiektów o skomplikownch ksztłtch, np. cłch smolotów, pojzdów cz okętów. Do modelowni tkich opłwów żw się wiel tsięc elementów.

Rozkłd ciśnieni n śbie okętowej wznczon metodą elementów bzegowch

Skomplikowne ksztłt opłwnch obiektów mogą bć modelowne ciągłmi ozkłdmi źódeł, wiów i dipoli. N pzkłd ciągł ozkłd źódeł wzdłż kzwej -b może bć opisn pzez potencjł: b, ln gdzie: m s ds - ciągł ozkłd źódeł W pktce skomplikown geometcznie powiezchni opłwnego obiekt jest dzielon n szeeg elementów, tzw. pneli. W pzepłwie dwwmiowm pnele są njczęściej odcinkmi postej, w pzepłwie tójwmiowm fgmentmi płszczzn.

i n j1 ji j j n j ln ij ds j V W ozwiązni tkiego opłw główną olę odgw wnek bzegow, któ postlje bk pzepłw pzez powiezchnię obiekt, czli zeownie się nomlnej skłdowej wpdkowej pędkości co dje ównnie: cos 0 Ułożenie tkiego ównni dl kżdego pnel powdzi do kłd ównń liniowch dl nieznnch ntężeń ozkłd źódeł λ. i

Modelownie pzepłwów, w któch wstępją sił nośne wmg wkozstni ozkłdów wiów lb dipoli. W pzpdk ciągłego ozkłd wiów o ntężeni γ mm: W tm pzpdk pzepłw jest opisn potencjłem: 1 b, ds gdzie: m s Po podzile obiekt n pnele otzmjem ównnie: V cos i n j1 j j n ij i - ciągł ozkłd wiów ds j 0

W pzpdk modelowni opłw obiekt genejącego siłę nośną pz pomoc ozkłd wiów konieczne jest wpowdzenie dodtkowego wnk pozwljącego n jednoznczne okeślenie ntężeni wiów. Dl pofil jest to njczęściej tzw. wnek Ktt, postljąc spłw płn dokłdnie z kwędzi spłw. Po ozwiązni kłd ównń i obliczeni ntężeni wiów n poszczególnch pnelch sił nośn może bć wznczon z ównni Żkowskiego: L V n j1 js j Mtin Ktt 1867-1944