1











1        
Opływ profilu kołowego



Rys.1
Opływ profilu kołowego przy

Zdjęcie 1 przedstawia opływ profilu kołowego
przy . Prędkość przepływu wynosi ok..  Widoczna jest
symetria przepływu względem osi x obróconej w stosunku do osi
poziomej o niewielki kąt. Obrót ten można
wytłumaczyć nierównoległością
położenia płyt z pleksiglasu, który ulegał
odkształceniu pod własnym ciężarem.



Rys.2
Porównanie opływu profilu kołowego przy  (fioletowe linie
rozmyte) z opływem potencjalnym (czarne linie ciągłe)

Nie ma symetrii przepływu
względem osi pionowej y, czyli uzyskany w doświadczeniu obraz
przepływu nie odpowiada ściśle obrazowi uzyskanemu w wyniku
modelowania matematycznego. Rys.2 przedstawia porównanie tych
dwóch metod wizualizacji . Na zdjęcie opływu profilu
kołowego uzyskanego metodą doświadczalną nałożony
został obraz linii prądu wygenerowany przez program Mathematica.
Linie prądu uzyskane tymi dwiema metodami różnią się
z powodu zbyt dużej liczby Re i zakłóceń  pomiarowych.

Rzeczywisty przepływ nie jest potencjalny, ma
charakter  laminarny. Nie
obserwujemy odrywania się strug. Można zauważyć punkty
spiętrzenia na przecięciu osi x z profilem kołowym, w tych
miejscach zabarwiona struga przykleja się do ścianek profilu.



Rys.3
Opływ profilu kołowego przy

Zdjęcie 3 przedstawia opływ profilu kołowego
przy . Prędkość przepływu wynosi . Widoczna jest symetria przepływu względem osi x.
Linie prądu układają się niesymetrycznie względem osi
y. Linie prądu za opływanym profilem układają się
bliżej profilu niż przed nim. Spowodowane to może być pozostałością
barwnika po poprzednim doświadczeniu. Barwnik pozostał w wyniku niedokładności
przepłukania sekcji pomiarowej po poprzednim przepływie Przy
prędkości  jeszcze nie
obserwuje się odrywania się strugi od ścianki profilu.
Należy uznać, że uzyskany opływ nie jest potencjalny.



Rys.4
Opływ profilu kołowego przy

Zdjęcie 4 przedstawia opływ profilu kołowego
przy . Prędkość przepływu wynosi . W punkcie zaznaczonym przez strzałkę można
zauważyć oderwanie warstwy przyściennej od profilu. Symetria
przepływu utrzymuje się względem osi x. Przepływ nie jest
potencjalny powodu zbyt dużej Re.

 

2        
Opływ owalu Rankine’a



Rys.5
Opływ owalu Rankine’a przy

Zdjęcie 5 przedstawia opływ owalu Rankine’a,
którego kształt uzyskano w wyniku modelowania matematycznego, na
podstawie danych:  - wydatek
źródła,  - wydatek upustu,
 -
odległość między źródłem, a upustem,  - przepływ
jednorodny. Prędkość przepływu wynosi , co po przeliczeniu daje liczbę Reynoldsa
równą . Doskonale widać punkty spiętrzenia tworzące
się z przodu i z tyłu opływanego profilu.
Występuje symetria przepływu względem osi x obróconej o
pewien kąt w stosunku do poziomu. Opływ jest zbliżony do
potencjalnego, ponieważ zaburzenie symetrii przepływu można
uznać za niewielkie. Nie zaobserwowano również
występowania oderwań strugi od profilu.



Rys.6
Porównanie opływu owalu Rankine’a przy  (fioletowe linie
rozmyte) z opływem potencjalnym (czarne linie ciągłe)

Rys.6 przedstawia porównanie tych dwóch metod
wizualizacji . Na zdjęcie opływu owalu Rankine’a uzyskanego
metodą doświadczalną nałożony został obraz linii
prądu wygenerowany przez program Mathematica. Linie
prądu przy porównaniu obu zdjęć nieznacznie
różnią się wyglądem. Widoczna jest symetria
przepływu uzyskana na zdjęciu podczas przepływu
doświadczalnego względem osi x obróconej w stosunku do osi
poziomej o niewielki kąt. Obrót ten można
wytłumaczyć nierównoległością
położenia płyt z pleksiglasu, który ulegał
odkształceniu pod własnym ciężarem.



Rys.7
Opływ owalu Rankine’a przy

Zdjęcie 7 przedstawia opływ tego samego owalu
Rankine’a, co w poprzednim przypadku . Owal ustawiony jest pod pewnym
kątem w stosunku do kierunku przepływu. Prędkość
przepływu wynosi , co po przeliczeniu daje liczbę Reynoldsa
równą . Charakterystycznym miejscem opływu są punkty
spiętrzenia przed i za opływanym owalem. Struga płynąca
bezpośrednio pod owalem w tylnej jego części ulega rozszerzeniu.
Oznacza to, że jej prędkość wyraźnie maleje. O
zmniejszeniu prędkości świadczy również
zwiększająca się odległość zabarwionych strug. W
wyniku uzyskania niesymetrycznego względem osi poziomej układu linii
prądu, a więc i pola prędkości, powstaje niezerowa
siła nośna.



Rys.8
Opływ owalu Rankine’a przy

Zdjęcie 8 przedstawia opływ tego samego owalu
Rankine’a przy  .
Prędkość przepływu wynosi . Linie prądu za opływanym profilem
układają się bliżej profilu niż przed nim. Spowodowane
to może być pozostałością barwnika przy
przepływie z .Barwnik pozostał z powodu niedokładności
przepłukania sekcji pomiarowej po poprzednim przepływie Rys.6.
Przepływ nie jest potencjalny.



Rys.9
Opływ owalu Rankine’a przy

Zdjęcie 9 przedstawia opływ owalu Rankine’a
przy . Prędkość przepływu wynosi . Przy niewielkim zwiększeniu przepływu stosunku do
przepływu na Rys.8.8 miejsce oderwania przesuwa się ku przodowi w
miejsce zaznaczone strzałką. Przepływ nie jest potencjalny.

 



Rys.10
Opływ owalu Rankine’a przy

Zdjęcie 10 przedstawia opływ owalu Rankina,
którego kształt uzyskano w wyniku superpozycji dwu
przepływów źródłowych o wydatkach: - wydatek źródła,  - wydatek upustu,
 -
odległość między źródłem, a upustem, oraz
przepływu jednorodnego skierowanego wzłuż osi x.
Prędkość przepływu wynosi , co po przeliczeniu daje liczbę Reynoldsa
równą .



Rys.11
Porównanie opływu owalu Rankine’a przy  (fioletowe linie
rozmyte) z opływem potencjalnym (czarne linie ciągłe)

Rys.11 przedstawia porównanie tych dwóch metod
wizualizacji . Na zdjęcie opływu owalu Rankine’a uzyskanego
metodą doświadczalną nałożony został obraz linii
prądu wygenerowany przez program Mathematica. Doskonale widać punkty
spiętrzenia tworzące się z przodu i z tyłu opływanego
profilu. Występuje symetria przepływu względem osi x. Opływ
jest zbliżony do potencjalnego, ponieważ można uznać,
że opływ jest symetryczny również względem osi y
oraz ze względu na brak odrywania się zabarwionych strug od profilu.

 

3        
Opływ profilu



Rys.12
Opływ profilu przy

Zdjęcie 12 przedstawia opływ profilu
którego kształt uzyskano w wyniku superpozycji dwu przepływów
źródłowych o wydatkach:  (wydatek
źródła),  ( wydatek
źródła liniowego), gdzie   (punkt
początku i końca upustu liniowego) oraz przepływu jednorodnego
skierowanego wzdłuż osi x. Prędkość przepływu
wynosi  co po
przeliczeniu daje liczbę Reynoldsa równą . Kształt profilu jest bardziej opływowy niż w
poprzednio opisywanych przypadkach. Symetria opływu występuje
wzdłuż osi x.



Rys.13
Porównanie opływu profilu przy  (fioletowe linie
rozmyte) z opływem potencjalnym (czarne linie ciągłe)

Rys.13 przedstawia porównanie tych dwóch metod
wizualizacji . Na zdjęcie opływu profilu uzyskanego metodą
doświadczalną nałożony został obraz linii prądu
wygenerowany przez program Mathematica. Symetria przepływu jest nieco
zaburzona z powodu nierównoległości położenia
płyt Bardzo dobrze widoczny jest punkt spiętrzenia na początku
profilu. Przepływ można uznać za potencjalny.



Rys.14
Opływ profilu przy

Zdjęcie 14 przedstawia opływ profilu
którego kształt uzyskano w wyniku superpozycji dwu
przepływów źródłowych o wydatkach:  (wydatek
źródła),  ( wydatek
źródła liniowego), gdzie  ( punkt
początku i końca upustu liniowego) oraz przepływu jednorodnego
skierowanego wzdłuż osi x. Prędkość przepływu
wynosi , co po przeliczeniu daje liczbę Reynoldsa
równą . Symetria występuje wzdłuż osi x, ale jest
zaburzona z uwagi na nierównoległe (prawdopodobnie)
położenie płyt. Na krawędzi spływu widać
przyklejoną zabarwioną strugę. Z powodu trudności pomiarowych
(wspomniana poprzednio nierównoległość ścianek
trzymających) nie udało się uzyskać symetrii względem
osi x i przepływu potencjalnego.



Rys.15
Porównanie opływu profilu przy  (fioletowe linie
rozmyte) z opływem potencjalnym (czarne linie ciągłe)

Rys.15 przedstawia porównanie tych dwóch metod
wizualizacji . Na zdjęcie opływu owalu Rankine’a uzyskanego
metodą doświadczalną nałożony został obraz linii
prądu wygenerowany przez program.