Strouhal nummer

Strouhal-tallet ( [1] [2] [3] , også [4] eller ) er en dimensionsløs størrelse , et af lighedskriterierne for ustabile (ofte oscillerende) strømme af væsker og gasser.

For oscillatoriske processer bestemmes Strouhal-tallet normalt af ovenstående forhold

hvor er den karakteristiske frekvens af processen (for eksempel frekvensen af ​​hvirveldannelse), er den karakteristiske lineære størrelse af flowet (for eksempel den hydrauliske diameter), er den karakteristiske strømningshastighed . For ikke-periodiske processer bruges definitionen ofte [1] [4]

hvor er det karakteristiske tidspunkt for processen. Nogle gange kaldes det gensidige af værdien [5] [6] Strouhal-tallet ( homokrontal [7] [8] )

Nummeret er opkaldt efter den tjekkiske videnskabsmand Vincenz Strougal ( 1850-1923 ).

Varianter af navn og udtale

Sammen med navnet på Strouhal-nummeret [3] [1] i litteraturen er der en variant af Strouhal-nummeret [5] . Betoning i ordet Strouhal ( Strouhal ) er ikke fastslået: i talen er der både betoning på den første stavelse, svarende til kildesproget [9] , og på den anden.

Historisk baggrund

Strouhal-nummeret blev introduceret af Rayleigh i 1894 [10] da han teoretisk beskrev resultaterne af Strougals (Strouhals) eksperimenter med studiet af lydgenerering, når cylindriske legemer blæses med en luftstrøm [11] . Navnet Strouhal nummer blev tilsyneladende introduceret af Rayleigh i 1915 [12] .

Mekanisk sans

Strouhal-tallet karakteriserer [13] rækkefølgen af ​​forholdet mellem den lokale afledte og den konvektive afledte , inkluderet i den samlede afledte i bevægelsesligningen . Hvis Strouhal-tallet er lille, , kan termen, der indeholder den tidsafledte, negligeres, idet man omtrent betragter flowet som stationært eller kvasi-stationært. I det modsatte tilfælde af en i det væsentlige ikke-stationær proces ( ), kan den konvektive afledte negligeres, hvilket i nogle tilfælde i høj grad forenkler den teoretiske analyse (f.eks. i tilfælde af bevægelse af en viskøs væske , efter en sådan forenkling, de ikke-lineære Navier-Stokes-ligninger bliver lineære).

Anvendelse til at beskrive selvsvingninger af et legeme i en væske- eller gasstrøm

Når man beskriver selvsvingninger af legemer i væske- og gasstrømme (lyd af en eolisk harpe , flagrende , galopperende ), afhænger Strouhal-tallet, som i virkeligheden er den dimensionsløse frekvens af kropsvibrationer, af Reynolds-tallet og andre parametre. I tilfælde af en tværgående strømning omkring en cylinder , hvilket er vigtigt fra et praktisk synspunkt (vindens effekt på ledninger, tårne, raketter ved affyringspositioner), afhænger Strouhal-tallet kun af Reynolds-tallet og i området (se fig.) er den omtrentlige empiriske lov for Strouhal-tallet gyldig :.

Noter

  1. ↑ 1 2 3 Loitsyansky L.G. Mechanics of liquid and gas. - M. : GITTL, 1957. - S. 472. - 784 s.
  2. ↑ Sedov L. I. Metoder til lighed og dimension i mekanik. - M. : Nauka, 1981. - S. 75. - 448 s.
  3. ↑ 1 2 Slezkin N. A. Dynamik af en viskøs inkompressibel væske. - M. : GITTL, 1955. - S. 107. - 520 s.
  4. ↑ 1 2 Volmir A. S. Skaller i strømmen af ​​væske og gas. Problemer med hydroelasticitet. - M. : Nauka, 1979. - S. 123. - 320 s.
  5. ↑ 1 2 Landau L. D., Lifshitz E. M. Theoretical Physics. - M .: Nauka, 1986. - T. 6. Hydrodynamik. - S. 89. - 736 s.
  6. ↑ Mikishev G. N. Eksperimentelle metoder i rumfartøjers dynamik. - M . : Mashinostroenie, 1978. - S. 134. - 248 s.
  7. ↑ Kutateladze S.S. Lighedsanalyse i termisk fysik. - Novosibirsk: Nauka, 1982. - S. 259. - 280 s.
  8. ↑ Mikheev M. A., Mikheeva I. M. Fundamentals of heat transfer. - M . : Energi, 1977. - S. 63. - 344 s.
  9. ↑ På tjekkisk falder vægten på den første stavelse. ons accent i lånte egennavne Gasheek , Chapek , Skoda .
  10. ↑ Strett J.W. (Lord Rayleigh). Teori om lyd . - M. : GITTL, 1955. - T. 2. - S. 400. - 476 s.
  11. ↑ Strouhal. Ueber eine besondere Art der Tonerregung  (tysk)  // Ann. Der fysik u. der Chemie (Wiedemanns Ann.). - 1878. - Bd. 5 . — S. 216–251 . ( Abstrakt på fransk  (ikke tilgængeligt link) ).
  12. ↑ Rayleigh. Æoliske toner  (engelsk)  // Philosophical Magazine. - 1915. - Bd. 29 . - S. 433-444 .
  13. ↑ Baranov V. B. Hydroaeromechanics and gas dynamics. Del I. - M. : MSU Publishing House, 1987. - S. 80–81. — 184 s.
  14. ↑ Data fra bogen: Den nuværende tilstand af hydroaerodynamik af en viskøs væske / Ed. S. Goldstein. - M. : IL, 1948. - T. 2. - S. 96, 98, 248. - 408 s. Se også eksperimentelle data i kurset om beregningsmetoder i hydromekanik  (fr.) .