U2安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

題6-27.

問(wèn)題描述：強(qiáng)度為24/s的點(diǎn)源位于坐標(biāo)原點(diǎn)，與速度為10m/s沿

x正向的均勻流動(dòng)疊加。求復(fù)合流動(dòng)滯止點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離：該流

動(dòng)可以表示的繞流物體的形狀及在。=兀/2和3兀/2處物體外廓線(xiàn)

之間的距離；。=兀/2處物體外廓線(xiàn)上的速度。

分析求解：

強(qiáng)度為24m2/s的點(diǎn)源勢(shì)函數(shù)、流函數(shù)分別為:

,24..

①二——InInr

27

^=—0

24

10m/s沿x正向的均勻流動(dòng)流函數(shù)為：

MJ=10rsin0

中=1Orcos。

則復(fù)合流動(dòng)的速度勢(shì)函數(shù)與流函數(shù)分別為

24

①=lOrcosd——Inr(1)

。2n

lOrsin0+—0(2)

中=2n

流線(xiàn)方程為lOrsinO+W。=C(3)

27T

勢(shì)流速度場(chǎng)為V,-=10cos0+#?V=-10sin(4)

2nre。

滯止點(diǎn)Vr=O,

=0解得X=^=-0.382m,0=兀

即滯止點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為0.328m.

將滯止點(diǎn)坐標(biāo)帶入式（2）,得中二12,并且物體型線(xiàn)的流線(xiàn)特征是上面存在滯止

點(diǎn)。

故有外輪廓線(xiàn)方程為10rsin6>+—0=12(5)

0=K/2時(shí)，r=0.6

0=3n/2時(shí)，r=0.6

所以b=l.2m

即在。二

2

3n

2

之間時(shí)：外輪廓線(xiàn)距離為1.2m

(3)當(dāng)0莒時(shí)r=0.6帶入式(4)有Vr=6.366m/s,Ve=-10m/s

繪圖：

因外輪廓線(xiàn)方程10r

sin

24

2

0=12,

則有，x二,y=x

首先采用EXCEL軟件求得一系列散點(diǎn)數(shù)據(jù)后1限于篇幅，數(shù)據(jù)不再列出，改

變得到相應(yīng)的x,y),再利用origin軟件繪出繞流物體輪廓圖。對(duì)于周?chē)欢?/p>

區(qū)域流線(xiàn)分布，只需將上式的12改成常數(shù)C().類(lèi)似于畫(huà)繞流物體輪廓圖畫(huà)出流

線(xiàn)分布圖。

XAnisTftk

題7-36

問(wèn)題重述：設(shè)有一虹吸管，其裝置如圖所示，設(shè)管徑為150mm.試求

通過(guò)該管的流量。已知水溫為10℃,=0.4,=1.0o

分析求解：

由題列出伯努利方程:

出+工爛=在U2/

1++z2H-------FMT(1)

P92gpg2gLI

代入數(shù)據(jù)解得:

匕2

hLT=3

2g

(2)

考慮沿程和局部水力損失:

hLT=(f；+1+2*0.4

將數(shù)據(jù)代入式（3）、式（4）整理得:

58,86=（70f+2.8）V?

雷諾數(shù)Re有:

P%D

查表，當(dāng)溫度是t=10時(shí)：P=999.7kg/m3,

”1.307x10-3N.s/m2

整理上述方程，代入數(shù)據(jù)有:

58.86

Re=114730

70/+2.8

由科爾布魯克公式

首先設(shè)定循環(huán)初值f=0.033,帶入上式迭代循環(huán)，得到所需精度的f0

最后由Q=AV=^-算得流量值。

采用fortran90語(yǔ)言計(jì)算，源程序代碼及運(yùn)行結(jié)果如下:

源程序代碼：

PROGRAMGUANDA0

IMPLICITNONE

REALV,RE,F,F0,A,Q

REAL,PARAMETER::PI=3.14159

F0=0.033

A=1

PRINT*,〃速度V,摩擦系數(shù)f,流量Q分別為：〃

DOWIIILE(ABS(A)>0.000001)

V=((2*9.8*3)/((10.5/0.15)*F0+2.8))**0.5

RE=(999.7*V*0.15)/(l.307/1000)

F=(-2*L0G10(l/(l50*3.7)+2.51/(RE*F0**0.5)))**-2

A=F-F0

F0二F

Q=V*PI*O.15**2/4

PRINT*,V,F,Q

ENDDO

Q=V*P1*O.15**2/4

PRINT*,〃=======================

PRINT*,〃流量Q為：〃,Q

ENDPROGRAM

運(yùn)行結(jié)果:

摩擦系數(shù)f，流量Q分別為：

3.3921753.3