Определение вращательных производных цилиндра с соосно установленным диском в воздушном потоке

Авторы

  • Анатолий Николаевич Рябинин Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9
  • Даниил Витальевич Кауфман Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu01.2021.114

Аннотация

Рассматриваются затухающие вращательные колебания цилиндра, отношение длины которого к диаметру равно девяти. В головной части цилиндра соосно на ножке закреплен диск. Влияние диска на затухающие колебания описывается двумя параметрами: суммой вращательных производных mωz+mθz и вращательной производной mθz. Для определения указанных параметров в аэродинамической трубе малых скоростей ставится эксперимент с обтеканием цилиндра, закрепленного на упругой пружинной подвеске. В эксперименте варьируются диаметр соосного диска и расстояние между диском и торцом цилиндра. Отклоненный от положения равновесия цилиндр совершает затухающие колебания. Тензометрическим методом измеряется натяжение одной из пружин подвески. Сигнал преобразуется в цифровую форму с по мощью РС-осциллографа Velleman PCS500A и записывается в файл на компьютере. Таким образом определяются частота колебаний и зависимость амплитуды колебаний от времени. Диски, диаметр которых превосходит диаметр цилиндра, не оказывают сильного влияния на затухание колебаний упруго закрепленного цилиндра. Диски меньшего диаметра способствуют быстрейшему затуханию колебаний. Наличие диска большого диаметра приводит к уменьшению коэффициента mαz, диск малого диаметра действует противоположным образом.

Ключевые слова:

аэродинамическая труба, плохообтекаемое тело, затухающие колебания, аэродинамические производные

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.
 

Библиографические ссылки

Литература

1. Koenig K., Roshko A. An experimental study of geometrical effects on the drag and flow field of two bodies separated by a gap. J. Fluid Mech. 156, 167–204 (1985).

2. Saunders W. S. Apparatus for reducing linear and lateral wind resistance in a tractor-trailer combination vehicle. US Patent No. 3241876 (22 March 1976).

3. Устройство для перевозки крупногабаритных грузов на внешней подвеске вертолета. Пат. Российской Федерации №2002676; заявители Т. П. Зырянов и др.; заявка 90 4907895 10.12.1990; опубл. 15.11.1993. Бюл. № 41–42.

4. Kiselev N., Ryabinin A. The study of shielding influence of the disks placed coaxially on rotational oscillations of the cylinder in the airflow. AIP Conference Proceedings 1959, 050016 (2018).

5. Ryabinin A.N., Kiselev N.A. Rotational oscillation of a cylinder in air flow. ARPN J. Engin. Applied Science 12 (23), 6803–6808 (2017).

6. Ковалев М.А. О расчете и исследовании аэродинамических труб. Уч. зап. Ленингр. ун-та, вып. 7, 61–86 (1939).

7. Рябинин А.Н., Киселев Н.А. Влияние положения оси вращения цилиндра на его вращательные колебания в воздушном потоке. Вестник Санкт-Петербургского универ- ситета. Серия 1. Математика. Механика. Астрономия 3 (61), вып. 2, 315–323 (2016). https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2016.216

8. Рябинин А.Н. Аэродинамические весы с проволочной подвеской. Cанкт-Петербург, Изд-во С.-Петерб. ун-та (2016).

9. Bratt J.B. Wind tunnel techniques for the measurements of oscillatory derivative. Aeronautical research council report and memoranda, (3310), 1–53 (1963).

10. Белоцерковский С.М., Скрипач Б.К., Табачников В. Г. Крыло в нестационарном потоке газа. Москва, Наука (1971).

11. Рябинин А.Н. Колебания маятника с двумя степенями свободы в воздушном потоке. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 1. Математика. Механика. Астрономия, вып. 4, 96–100 (1997).

References

1. Koenig K., Roshko A. An experimental study of geometrical effects on the drag and flow field of two bodies separated by a gap. J. Fluid Mech. 156, 167–204 (1985).

2. Saunders W. S. Apparatus for reducing linear and lateral wind resistance in a tractor-trailer combination vehicle. US Patent No. 3241876 (22 March 1976).

3. Zyryanov T.P. et al. Apparatus for transportation of bulky cargo on external sling of helicopter. Patent Russian Federation No. 2002676 (15 November 1993) Bulletin No. 41–42. (In Russian)

4. Kiselev N., Ryabinin A. The study of shielding influence of the disks placed coaxially on rotational oscillations of the cylinder in the airflow. AIP Conference Proceedings 1959, 050016 (2018).

5. Ryabinin A.N., Kiselev N.A. Rotational oscillation of a cylinder in air flow. ARPN J. Engin. Applied Science 12 (23), 6803–6808 (2017).

6. Kovalev M.A. On calculation and investigation of wind tunnel. Uchenye zapiski Leningradskogo universiteta 7, 61–86 (1939). (In Russian)

7. Ryabinin A.N., Kiselev N.A. Effect of rotational axis position of the cylinder on its rotational oscillations in the air stream. Vestnik of Saint Petersburg University. Series 1. Mathematics. Mechanics. Astronomy 3 (61), iss. 2, 315–323 (2016). https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2016.216 (In Russian)

8. Ryabinin A.N. Aerodynamic balances with wire suspension. St. Petersburg, St. Petersburg University Press (2016). (In Russian)

9. Bratt J.B. Wind tunnel techniques for the measurements of oscillatory derivative. Aeronautical research council report and memoranda, (3310), 1–53 (1963).

10. Belotserkovsky S.M., Skripach B.K., Tabachnikov V.G. A wing in an unsteady gas stream. Moscow, Nauka Publ. (1971). (In Russian)

11. Ryabinin A.N. Oscillations of a pendulum with two degree of freedom in air flow. Vestnik of Saint Petersburg University. Series 1. Mathematics. Mechanics. Astronomy, iss. 4, 96–100 (1997). (In Russian)

Загрузки

Опубликован

29.05.2021

Как цитировать

Рябинин, А. Н., & Кауфман, Д. В. (2021). Определение вращательных производных цилиндра с соосно установленным диском в воздушном потоке. Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия, 8(1), 158–166. https://doi.org/10.21638/spbu01.2021.114

Выпуск

Том 8 № 1 (2021)

Раздел

Механика

Лицензия

Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)