Особливості форми донних штучних осесиметричних каверн

Abstract

Розглянуто вплив піддуву газу на форму донних тонких осесиметричних стаціонарних каверн. Для розрахунків використовувалось диференціальне рівняння для моделі одновимірної нев'язкої течії нестисливого газу в кільцевому каналі між поверхнею каверни і циліндричним корпусом тіла. Проведено аналіз розв'язків для випадку нульового та від'ємних значень похідної від радіуса кавітатора в перерізі сходу каверни. Показано, що вентиляція може істотно зменшувати довжину донних каверн. Отримані теоретичні результати дозволяють пояснити виявлені в експериментах факти як слабкої залежності довжини каверни від піддуву, так і її стрибкоподібного зростання, а також гістерезисного характеру залежності довжини каверни від інтенсивності вентиляції.

Рассмотрено влияние поддува газа на форму донных тонких осесимметричных стационарных каверн. Для расчетов использовалось дифференциальное уравнение для модели одномерного невязкого течения несжимаемого газа в кольцевом канале между поверхностью каверны и цилиндрическим корпусом тела. Проведен анализ решений для случаев нулевого и отрицательных значений производной от радиуса кавитатора в сечении схода каверны. Показано, что вентиляция может существенно уменьшать длину донных каверн. Полученные теоретические результаты позволяют объяснить обнаруженные в экспериментах факты как слабой зависимости длины каверны от поддува, так и ее скачкообразного увеличения, а также гистерезисний характер зависимости длины каверны от интенсивности вентиляции.

The influence of the gas ventilation on the shape of base slender axisymmetric steady cavities is considered. The differential equation for the approach of one-dimensional inviscid flow of incompressible gas in the narrow channel between the cavity surface and the cylindrical body was used for calculations. The analysis of the solutions for cases of zero and negative values of the derivative of the cavitator radius at the cross section of the cavity origin is presented. It was shown that ventilation can sufficiently decrease the base cavity length. Presented theoretical results allow explaining the experimental facts of both a weak dependence of the cavity length on ventilation and its abrupt increase. As well the hysteresis behaviour of the cavity length with the change of the ventilation rate can be explained.