Обтекание колеблющегося крыла потоком идеальной несжимаемой жидкости
13
Крыло проектируется на плоскость
1 3
y y
корневой хордой
,
AB
а ось
угловых колебаний — точкой
С
. Таким образом, положение крыла в
каждый момент времени определяется положением оси угловых коле-
баний (т. е. точки
С
) и углом
( )
t
наклона хорды
AB
к оси
1
.
Oy
Угол между вектором мгновенной скорости
V
оси угловых колебаний
и осью
1
,
Oy
обозначен
( ),
t
а угол атаки
определяется как угол
между вектором
V
и хордой
AB
крыла. Угол атаки
является поло-
жительным, если вектор скорости
V
и нормаль
s
n
к поверхности
направлены в разные стороны крыла, и отрицательным — в противном
случае.
Рис. 3. Формы крыльев в плане (
а
) и законы движения (
б
):
1
— передняя кромка крыла 1;
2
,
3
— задняя и боковые кромки крыла 2
При переходе к безразмерным переменным за характерную длину
принята длина
b
корневой хорды, за характерную скорость — ско-
рость
,
V
набегающего потока на бесконечности, за характерное
время — отношение
/ .
b V
Значения параметров крыла и диапазоны
их изменения установлены в результате обработки эксперименталь-
ных данных работ [10–13]. Из работы [12], в которой наиболее по-
дробно описана кинематика хвостового плавника большого дельфи-
на, или афалины, остается неясным положение
0
b
оси угловых коле-
баний крыла. Вследствие этого полагали, что ее положение не зави-
сит от времени, задается произвольно и изменяется от
0
до 1,5.
Результаты расчетов.
В результате численного решения задачи
определены мгновенный
т
i
C
и средний
т
C
коэффициенты силы тяги,
а также и гидродинамический коэффициент полезного действия
крыла. Коэффициент
т
i
C
вычисляли как отношение мгновенной си-
лы тяги к величине
2
2
V S
, где
— плотность жидкости;
S
—
площадь крыла. Усредненный по периоду коэффициент
т
i
C
равен
