Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Жуковский М.И. Расчет обтекания решеток профилей турбомашин

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
15.1 Mб
Скачать

Следует напомнить, что заданные значения In w (0) не удовлетво­ ряют еще условиям (59) регулярности функции In w (z).

Рассмотрим

порядок

расчета.

Вычисляется функция

X =

= In W* (Ь)

которая

разлагается

в ряд (64). Вычисление

коэф­

W(b)

производится путем предварительной группировки

фициентов Рп,

функций X по схеме Рунге

[31 ], позволяющей выполнять вычисле­

ния в интервале от

0

до -у-.

 

 

Расчетная

методика

и

вспомогательные таблицы приведены

в книге

[22].

 

 

 

 

 

 

=■ Вычисления коэффициентов Рп и Qn (табл. 4) выполнены при помощи следующих формул:

9

F1X(k^)cosnk Д0

 

 

 

 

 

18(4_я + Л„)=

 

 

 

 

 

Л=0

(п = 2, 4, .

.

.

,

12);

8

18(В_„— Вп)= у F3X (&Д0) sin п & Д0

 

 

 

 

 

8

F2X (&А0) cos п k Д0

 

 

 

 

 

18(Д_„ ф- А„) = У,

 

 

 

 

 

а—о

(п = 1, 3, .

.

.

,

11).

9

18(В_„—В„) = V FiX (М0) sin п k Д0

 

 

 

 

 

После определения коэффициентов Рп, Q„ составляются

 

системы

уравнений (65)—(68). Для этого используется таблица

чисел Мп, *

(табл. 5), все величины в которой умножаются на

q2k.

Результаты

этого перемножения для q = 0,767 даны в табл.

6. Ниже каждой

системы в табл. 7 приведены уравнения, разделенные на коэффи­ циенты при диагональных членах и разрешенные относительно неиз­

вестных 4_!, Д_3. . . Д-2, Л-4- • •

Уравнения (65)—(68) решаются методом скользящих последова­

тельных приближений. Сперва полагаем

АР1

1

1 +

А 2

l-l-AW1

В -1 = 1 — Мпд* ’

В —

~2 “ 1 —

71

Величины

\n

k\

0

1

2

1

—0,8225

0,8225

 

2 .

0,1353

—0,4059

0,4059

3

—0.0318

0,1590

—0,3179

4

0,0078

—0,0549

0,1647

5

—0,0020

0,0176

—0,0704

6

0,0005

—0,0054

0,0269

7

—0,0001

0,0016

—0,0095

8

0,0000

—0,0005

0,0032

9

 

 

—0,0010

10

 

 

 

 

 

11

 

 

 

12

 

 

 

13

14

15

16

Примечание. Числа Л!^

1

2k

zz = 1

k

q

1

0,5883

0,4839

2

0,3461

—0,1405

3

0,2036

0,0324

4

0,1198

—0,0066

5

0,0705

0,0012

6

0.0415

—0,0002

70,0244

80,0144

90,0085

100,0050

110,0029

120.0017

3

4

5

6

7

—0,1353

 

 

 

 

0,3179

—0,1590

0,0318

 

 

—0,2746

0,2746

—0,1647

0,0549

—0,0078

0,1642

—0.2463

0,2463

-0,1642

0,0704

—0,0806

0,1612

—0,2256

0,2256

—0,1612

0,0349

—0,0873

0,1571

—0,2095

0,2095

—0,0139

0,0417

—0,0916

0,1527

—0,1964

0,0052

—0,0182

0.0472

—0,0944

0,1484

 

 

0,0074

—0,0222

 

0,0518

-0,0961

 

 

 

 

 

 

—0,0259

0,0554

при п = 0 используются при решении обратной задачи.

Величины

n = 2

n = 3

n = 4

/1 — 5

0,1405 —0,0468

—0,0324 0,0065

—0,0647 0,0647

0,0329 —0,0197

0,0197 —0,0329

—0,0174 0,0174

—0,0050 0,0116

0,0067 —0,0094

0,0011 —0,0033

—0,0021 0,0038

—0,0002 0,0008

0,0006 —0,0013

Таблица 5

м _ (-l)n+1B^2fe

Мп, k- 2k (2k — п — 1)! n!

8

9

10

11

12

13

14

15

16

—0,0176

0,0020

 

 

 

 

 

 

 

0,0806

—0,0269

0,0054

—0,0005

 

 

 

 

 

—0,1571

0,0873

—0,0349

0,0095

—0,0016

0,000!

 

 

 

0,1964

—0,1527

0,0916

—0,0417

0,0139

—0,0032

0,0005

—0,0000

—0,0001

—0,1855

0,1855

—0,1484

0,0944

—0,0472

0,0182

—0,0052

0,0010

0,1442

—0,1762

0,1762

—0,1442

0,0961

—0,0518

0,0222

—0,0074

0,0018

—0,0970

0,1402

—0,1682

0,1682

—0,1402

0,0970

—0,0554

0,0259

—0,0097

0.0584

—0,0974

0,1364

—0,1612

0,1612

—0,1364

0,0974

—0,0584

0,0292

 

 

—0,0974

0,1328

—0,1550

0,1550

—0,1328

0,0974

—0,0608

 

 

 

 

0,1295

—0.1495

0.1495

—0,1295

0,0971

 

 

 

 

 

 

—0.1745

0,1745

—0,1263

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1392

Таблица 6

Мп, k <fk

n = 6

n = 7

/7=8

n = 9

n 10

n = 11

n = 12

0,0066

—0,0009

 

 

 

 

 

—0,0116

0,0050

—0,0012

0.0001

 

 

 

0,0094

—0,0067

0,0033

—0,0011

0,0002

 

 

—0,0051

0,0051

—0,0038

0,0021

—0,0008

0,0002

 

0,0022

—0,0028

0,0028

—0,0022

0,0013

—0,0006

0,0002

—0,0009

0,0014

—0,0018

0,0018

—0,0014

0,0009

—0,0004

 

 

0,0007

—0,0009

0,0009

—0,0007

0,0005

 

 

 

 

—0,0005

0,0005

—0,0004

 

 

 

 

 

 

0,0003

72

73

 

 

 

 

Решение систем (65)—(68)

 

п

4_1

4-3

4-5

4-7

4-9

4

1

1+0,4839

—0,1405

0,0324

—0,0066

0,0012

—0,0002

3

—0,0468

1,0647

—0,0329

0,0116

—0,0033

0,0008

5

0,0065

—0,0197

1,0174

-0,0094

0,0038

—0,0013

7

—0,0009

0,0050

—0,0067

1,0051

—0,0028

0,0014

9

0,0001

—0,0011

0,0021

—0,0022

1,0018

—0,0009

11

0

0,0002

—0,0006

0,0009

—0,0007

1,0005

4-1 =

0,0947

—0,0218

0,0044

—0,0008

0,0001

4_3 =

0,0440

0,0309

-0,0109

0,0031

—0,0008

4-5 =

—0,0064

0,0194

0,0092

—0,0037

0,0018

4-7 =

0,0009

—0,0050

0,0067

0,0028

—0,0014

4-9 =

—0,0001

0,0011

—0,0021

0,0022

0,0009

4-U =

0

—0,0002

0,0006

- 0,0009

0,0007

 

 

 

 

 

Результат:

 

 

4-1

4—з

4-5

4_7

4-9

4-11

 

0,0149

0,0205

0,0067

—0,0037

0,0103

0,0054

 

 

Гиблици 7

Рп

S

Делитель

0,0195

—0,1332

1,4839

0,0209

—0,0915

1,0647

0,0066

—0,0267

1,0174

—0,0037

—0,0003

1,0051

0,0103

—0,0123

1,0018

0,0054

—0,0056

1,0005

0,0131 0,0897

0,0196 0,0859

0,0065 0,0263

—0,0037 0,0003

0,0103 0,0123

0,0054 0,0056

Продолжение табл. 7

п

А-.

Л-4

Д—в

Д-8

Д—10

Л-12

Рп

S

Делитель

2

14-0,1405

—0,0647

0,0197

—0,0050

0,0011

—0,0002

—0,1021

0,0530

1,1405

4

—0,0324

14-0,0329

—0,0174

0,0067

—0,0021

0,0006

—0,0222

—0,0224

1,0329

6

0,0066

—0,0116

1 -}-0,0094

—0,005!

0.0022

—0,0009

—0,0200

0,0112

1,0094

8

—0,0012

0,0033

—0,0038

1 | 0,0028

—0,0018

0,0007

—0,0148

0,0120

1,0028

10

0,0002

—0,0008

0,0013

—0,0014

1-1-0,0009

—0,0005

—0,0083

0,0071

1,0009

12

0

0,0002

—0,0004

0,0005

—0,0004

1 1-0,0003

—0,0041

0,0040

1,0003

Л—2 =

0,0567

—0,0173

0,0044

—0,0010

0,0002

—0,0895

—0,0465

 

л-4 =

0,0314

0,0168

—0,0065

0,0020

—0,0006

—0,0215

0,0216

 

Л-« =

—0,0065

0,0115

0,0050

—0,0022

0,0009

—0,0198

—0,0111

 

Д-8 —

0,0012

—0,0033

0,0038

0,0018

—0,0007

—0,0148

—0,0120

 

Д—10 =

—0,0002

0,0008

-0,0013

0,0014

0,0005

—0,0083

—0,0071

 

Д—12 =

0

—0,0002

0,0004

—0,0005

0,0004

—0.0040

—0,0039

 

 

 

 

 

Резу л ь т а т:

 

 

 

 

 

Д-2

Д-4

Д-в

Д-8

Л-io

Л-12

 

 

 

 

—0,0906

—0,0246

—0,0196

—0,0147

—0,0083

—0,0040

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 7

п

B-J

В-з

В-з

 

В_9

В_ц

Qn

Е

Делитель

1

1—0,4839

0,1405

—0,0324

0,0066

—0,0012

0,0002

0,0351

0,0786

0,5161

3

0,0468

1 -0,0647

0,0329

—0,0116

0,0033

—0,0008

—0,0521

0,1227

0,9353

5

—0,0065

0,0197

1—0,0174

0,0094

—0,0038

0,0003

—0,0107

0,0308

0,9826

7

0,0009

—0,0050

0,0067

1—0,0051

0,0028

-0,0014

0,0006

0,0034

0,9949

9

—0,0001

0,0011

—0,0021

0,0022

1—0,0018

0,0009

0,0075

—0,0055

0,9982

11

0

—0,0002

0,0006

—0,0009

0,0007

1—0,0005

0,0126

—0,0124

0,9995

В-! =

—0,2722

0,0628

—0,0128

0,0023

—0,0004

0,0680

—0,1523

 

В-з =

—0,0500

—0,0352 ■

0,0124

—0,0035

0,0008

—0,0557

—0,1312

1

В_5 =

0,0066

—0,2200

-0,0096

0,0039

—0,0013

—0,0109

—0,0313

 

В —7 =

—0,0009

0,0050

-0,0067

—0,0028

0,0014

0,0006

—0,0034

 

В-9 =

0,0001

—0,0011

0,0021

—0,0022

—0,0009

0,0075

0,0055

 

в_п =

0

0,0002

—0,0006

0,0009

—0,0007

__

0,0126

0,0124

 

 

 

 

 

Резу

ьтат:

 

 

 

 

 

B-i

В-з

£>— 5

0 —7

В_9

В-П

 

 

 

 

0.0836

—0,0596

—0,0092

0,0003

0,0075

0,0126

 

 

 

Продолжение табл. 7

 

п

В_2

 

В-ь

В-в

В—ю

 

Qn

S

Делитель

 

2

1-0,1405

0,0647

—0,0197

0,0050

—0,0011

0,0002

0,0034

0,0457

0,8595

 

4

0,0324

1—0,0329

0,0174

—0,0067

0,0021

-0,0006

0,0138

0,0308

0,9671

!

6

—0,0066

0,0116

1—0,0094

0,0051

—0,0022

0,0009

0,0074

0,0014

0,9906

 

8

0,0012

—0,0033

0,0038

1—0,0028

0,0018

—0,0007

—0,0121

0,0149

0,9972

 

10

—0,0002

0,0008

—0,0013

0,0014

1—0,0009

0,0005

—0,0048

0,0060

0,9991

 

12

0

—0,0002

0,0004

—0,0005

0,0004

—0,0003

—0,0024

0,0025

0,9997

 

В_2 =

—0,0753

0,0229

—0,0058

0,0013

—0,0002

0,0040

—0,0531

 

 

В-1 =

—0,0335

 

—0,0180

0,0069

—0,0022

0,0006

0,0143

—0,0319

 

 

0,0067

-0,0117

—0,0051

0,0022

—0,0009

0,0075

—0,0013

 

 

B_fi =

—0,0012

0,0033

—0,0038

—0,0018

0,0007

-0,0121

— 0,0149

 

 

S-10 —

0,0002

—0,0008

0,0013

—0,0014

—0,0005

—0,0048

—0,0060

 

 

в—12 =

0

0,0002

—0,0004

0,0005

—0,0004

—0,0024

—0,0025

 

 

 

 

 

 

Ре

у л ьтат:

 

 

 

 

 

 

В-,

0,0140

в-6

й-8

B—LO

В-12

 

 

 

 

 

0,003'2

0,0074

—0,0121

—0,0048

—0,0024

 

 

 

Затем, подставляя эти значения последовательно в уравнения,

найдем все величины Л£>,

Л£>2, Л^3, ....

В^2,

В^)3. . . .

Значения

этих

величин

принимаются

за первое приближение

и подставляются

снова в правые части уравнений

и т. д.

Резуль­

таты вычислений приведены для каждой системы в табл. 7.

Процесс

сходится

достаточно быстро, и решение

систем

требует

от 4 до'

5 часов.

 

 

 

 

 

 

Вычисляются коэффициенты А„, В„ (п — 0, 1, 2 . . .) по форму­ лам (61). Для этой цели используется снова табл. 5. При этом пола­

гается, согласно

(59),

= В_} = 0,

что обеспечивает

получение

регулярной

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

w * (г *)

 

 

 

 

 

 

 

 

1П ------ -7^-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w(z)

 

 

 

 

 

При помощи коэффициентов Л_2,

 

Л_3, ....

В_2,

В_3

Ло, Alt . . .

, Во,

Bi.

. . , вычисляются функции

 

 

 

 

ri

w (г>)

г

1 п

' п

 

 

удовлетворяющие

условиям

регулярности.

 

 

 

Результаты вычислений приведены в табл. 8.

 

 

Вычисления ведутся по

формулам

 

 

 

 

 

4- Fxx = У (А-„ + А„) cos п 0 4-

 

Ло

 

 

 

4

(П)

 

 

 

 

 

 

 

. 12)

4- F3X

= 2 (В_п — В„) sin п 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(л)

 

 

 

 

 

 

 

 

4 F2X = 2 И-л + А л) COS п 0

 

 

 

 

 

(л)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Л)

 

 

 

 

 

 

 

4F»'

2

+ ВАcos п 0 + в°

 

 

 

4-

(Л)

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2~А-^sin л0

 

 

 

 

 

 

(Л)

 

 

 

 

 

 

 

 

4- Fzv = 2 (в-п+в^cos п 0

 

 

 

 

 

 

(Л)

 

 

 

(n = 1,

3, .

. .11)

4-7?4У = 2^" — Л_Я)51ПП0

 

 

 

 

 

 

(Л)

78

 

 

 

Вычисление функций Х(6) и У(6)

 

Таблица 8

 

 

 

 

 

п

А-п

Ап

В-п

Вп

А-п + Ап В—п Вп В-п + Вп Ап~А-п

1

0

—0,0026

0

0,0081

—0,0026

—0,0081

0,0081

—0,0026

3

0,0205

0,0010

-0,0596

—0,0036

0,0215 —0,0560 —0,0632 —0,0195

5

0,0007

—0,0002

—0,0092

0,0010

0,0065

—0,0102

—0,0082

—0,0069

7

—0,0037

0

0,0003

—0,0002

—0,0037

0,0005

0,0001

0,0037

9

0,0103

0

0.0075

0

0,0103

0,0075

0,0075

—0,0103

н

0,0054

0

0,0126

0

0,0054

0,0126

0,0126

—0,0054

S

0,0392

—0,0018

—0.0484

0,0053

0,0374

—0,0537

—0,0431

—0,0410

п

А-п

Ап

В „

Вп

А-п + Ап В-п~Вп В-п + Вп Ап~А-п

2

—0,0906

—0,0115

0,0032

—0,0003

—0,1021

0,0035

0,0029

0,0791

4

-0,0246

0,0024

0,0140

0,0002

—0,0222

0,0138

0,0142

0,0270

6

—0,0196

—0,0004

0,0074

0

—0,0200

0,0074

0,0074

0,0192

8

—0,0147

0,0001

—0,0121

0

-0,0146

—0,0121

—0,0121

0,0148

10

—0,0083

0

—0,0048

0

—0,0083

—0,0048

—0,0048

0,0083

12

—0,0040

0

—0,0024

0

—0,0040

—0,0024

—0,0024

0,0040

Б

—0,1618

—0,0094

0,0053

—0,0001

—0,1712

0.0054

0,0052

0,1524

Вычисление А„ и В„

k

м и

2k

М ,

А—2k

B-2k

 

 

0,k

Я

o,k

 

 

 

1

—0,8225

0,5883

—0,4839

—0,0906

0,0032

 

2

0,1353

0.3461

0,0468

—0,0246

0,0140

 

3

—0,0318

0,2036

—0,0065

—0,0196

0,0074

 

4

0,0078

0,1198

0,0009

—0,0147

—0,0121

A, = 0,0428

5

—0,0020

0,0705

—0,0001

—0,0083

—0,0048

 

6

0,0005

0.0415

0

—0,0040

—0,0024

B„ = 0,0009

79

Продолжение табл. 8

 

 

 

F2x

F3X

F4x

A' (0)

X (л-0)

X (л-Н)

X (2л:—0)

 

 

 

 

 

 

(1)—<2)—

 

 

 

 

1

2

3

4

(D+(2)+

(D-(2)+

(D+(2)-

 

 

+(3)+(4)

-(3)+(4)

+(3)-(4) —(3>—(4)

 

 

 

 

 

 

 

0

—0,1284

0,0374

0

0

—0,0910

—0.1658

—0,1658

—0,0910

 

10

—0,0792

0.0171

—0,0022

—0,0174

—0,0817

—0,1115

—0,0811

—0,0425

 

20

—0,0057

—0,0044

0,0218

—0,0691

—0,0574

—0.0922

0,0896

0,0372

 

30

0,0220

0

0,0296

—0,0792

—0,0276

—0,0868

0,1308

0,0716

 

40

0,0404

—0,0082

0,0044

—0.0383

—0,0017

 

0,0059

0,0913

0,0661

 

50

0,0686

—0.0315

—0,0165

—0,0194

0 0012

 

0,0972

0,1030

0,0730

 

60

0,0924

—0,0290

—0,0152

—0,0087

0.0395

 

0.1279

0,1149

0,0873

 

70

0.1151

—0,0073

—0,0012

0,0247

0,1313

 

0,1483

0.0965

0.0843

 

80

0,1298

0,0025

0,0080

0,0381

0.1784

 

0,1574

0,0972

0.0862

 

so

0,1324

0

0

0,0321

0,1645

 

0,1645

0,1003

0.1003

i

V

0,3874

—0,0234

0,0287

—0,1372

0,2555

 

0,2449

0,5767

0.4725

 

 

Fiy

F2y

Fay

Fiy

Y (0)

Y

0)

Y (r. + 0)

Y (2л — 0)

 

 

 

 

 

(1) + (2) + (1) — (2) —

(D-(2) + (1) + (2) -

 

 

1

2

3

4

1

 

(3) + (4)

- (3) + (4)

+ (3) - (4)

- (3) - (4)

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0,0043

—0,0431

0

0

—0,0388

 

0.0474

0,0474

—0.0388

1

10

0,0163

—0,0563

0,0872

—0,0274

0,0198

 

0,0420

0,1872

—0.0998

 

 

 

20

0,0172

—0,0398

0,0928

-0,0187

0,0515

—0,0545

0,1685

—0,0967

 

30

—0,0127

0,0249

0,0719

—0,0131

0,0710

—0,1226

0.0474

—0,0466

 

40

—0,0292

0.0552

0,0698

—0,0252

0,0706

—0,1794

0,0106

—0,0186

 

50

—0,0154

0,0504

0,0634

—0,0153

0,0831

—0,1445

0,0129

—0,0131

 

60

0,0040

0.0620

0,0507

0.0116

0,1283

—0,0971

—0,0189

0,0037

 

70

0,0111

0,0575

0,0364

0,0175

0,1225

—0,0653

—0,0275

0,0147

 

80

0,0018

0,0223

0.0165

0,0068

0,0474

—0,0302

—0,0108

0,0008

 

90

—0,0067

0

0

0,0014

—0,0053

-0,0053

—0,0081

-0,0081

 

S

—0,0093

0,1331

0,4887

0,0624

0,5501

—0,6935

0,4087

—0,3025

80

05

Жуковский .

 

 

 

Вычисление распределения

скоростей и координат профиля

 

 

л

WZ*

р *

= г„ + *

sin р

COS р

цу*

е°

tg =

 

Хп = In —

 

 

 

 

 

 

W

 

1

 

2

3

4

5

6

0

— 1,9635

—1,09973 + тс

—1,13853

0,90802

—0,41893

—0,0910

10

—1,9102

—1,08852 + тс

— 1,06872

0,87659

—0,48125

—0,0817

20

— 1,8072

—1,06540 + тс

—1,01390

0,84890

—0,52856

—0,0574

30

—1,7700

—1,05654 + я

—0,98554

0,83357

—0,55241

—0,0276

40

—1,4640

—0,97153+ я

—0,90093

0,78391

—0,62089

-0,0017

50

—1,3243

—0,92403 + я

—0,84093

0,74526

—0,66677

0,0012

60

—1,2249

—0,88614 +тс

—0,75784

0,68735

—0,72632

0,0395

70

—0,9018

—0,73381 + тс

—0,61131

0,57394

—0,81889

0,1313

80

-0,5668

—0,51565 + тс

—0,46825

0,45132

—0,89236

0,1784

90

—0,2656

—0,25961 + тс

—0,26491

0,26182

—0,96511

0,1645

100

0,0006

0,00060 + тс

—0,02960

0,02960

—0,99956

0,1574

НО

0,2363

0,23205 + я

0,16675

—0,16598

—0,98613

0,1483

120

0,4976

 

0,46173 + я

0,36463

—0,35660

—0,93425

0,1279

130

0,8213

 

0,68759 + я

0,54309

—0,51679

-0,85611

0,0972

140

1,0931

 

0,82985 + я

0,65045

—0,60555

—0,79581

0,0059

150

1,2911

 

0,91178 +я

0,78918

—0,70978

—0,70443

—0,0868

Таблица 9

 

.

II

gl:

 

g

 

7

0,9131

0,9215

0,9443

0,9728

0,9984

1,0012

1,0402

1,1402

1,1954

1,1787

1,1706

1,1598

1,1363

1,1020

1,0060

0,9169