Strouhalin numero

Strouhalin luku ( [1] [2] [3] , myös [4] tai ) on dimensioton suure , yksi samankaltaisuuskriteereistä epävakaille (usein värähteleville) neste- ja kaasuvirroille.

Värähtelyprosesseille Strouhal -luku määräytyy yleensä yllä olevan suhteen perusteella

missä on prosessin tunnusomainen taajuus (esimerkiksi pyörteen muodostumistaajuus), on virtauksen tunnusomainen lineaarinen koko (esimerkiksi hydraulinen halkaisija), on ominaisvirtausnopeus . Ei-jaksollisille prosesseille määritelmää käytetään usein [1] [4]

missä on prosessin ominaisaika. Joskus arvon [5] [6] käänteislukua kutsutaan Strouhal-luvuksi ( homokronialuku [7] [8] )

Numero on nimetty tšekkiläisen tiedemiehen Vincenzen Strougalin ( 1850-1923 ) mukaan.

Nimen ja ääntämisen muunnelmat

Kirjallisuudessa on Strouhal-luvun [3] [1] nimen lisäksi muunnelma Strouhal-luvusta [5] . Sanan Strouhal ( Strouhal ) painoarvoa ei ole vahvistettu: puheessa on paino sekä lähdekieltä vastaavan ensimmäisellä tavulla [9] että toisella.

Historiallinen tausta

Strouhal-luvun esitteli Rayleigh vuonna 1894 [10] kuvaillessaan teoreettisesti tuloksia Strougalin (Strouhalin) kokeista, jotka koskivat äänen muodostumista, kun sylinterimäisiä kappaleita puhalletaan ilmavirralla [11] . Nimen Strouhal numero ilmeisesti otti käyttöön Rayleigh vuonna 1915 [12] .

Mekaaninen tunne

Strouhal-luku kuvaa [13] liikeyhtälön kokonaisderivaataan sisältyvien paikallisderivaatan ja konvektiivisen derivaatan suhteen järjestystä . Jos Strouhalin luku on pieni, niin aikaderivaatan sisältävä termi voidaan jättää huomiotta, likimäärin katsoen virtausta stationaariseksi tai kvasistationaariseksi. Päinvastaisessa tapauksessa olennaisesti ei-stationaarisen prosessin ( ) tapauksessa konvektiivinen derivaatta voidaan jättää huomiotta, mikä joissakin tapauksissa yksinkertaistaa huomattavasti teoreettista analyysiä (esimerkiksi viskoosin nesteen liikkeen tapauksessa tällaisen yksinkertaistamisen jälkeen, epälineaarisista Navier-Stokes-yhtälöistä tulee lineaarisia).

Sovellus kuvaamaan kehon itsevärähtelyjä neste- tai kaasuvirrassa

Kun kuvataan kappaleiden itsevärähtelyä neste- ja kaasuvirroissa ( eolisen harpun soiminen , lepatus , laukka ), Strouhalin luku, joka on itse asiassa kehon värähtelyn dimensioton taajuus, riippuu Reynoldsin numerosta ja muista parametreista. Kun kyseessä on poikittaisvirtaus sylinterin ympärillä , mikä on tärkeää käytännön kannalta (tuulen vaikutus johtoihin, torneihin, raketteihin laukaisuasennossa), Strouhalin luku riippuu vain Reynoldsin numerosta ja alueella (katso kuva) Strouhal-luvun likimääräinen empiirinen laki on voimassa: .

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 Loitsyansky L.G. Nesteen ja kaasun mekaniikka. - M .: GITTL, 1957. - S. 472. - 784 s.
  2. ↑ Sedov L. I. Samankaltaisuuden ja ulottuvuuden menetelmät mekaniikassa. - M .: Nauka, 1981. - S. 75. - 448 s.
  3. ↑ 1 2 Slezkin N. A. Viskoosin kokoonpuristumattoman nesteen dynamiikka. - M .: GITTL, 1955. - S. 107. - 520 s.
  4. ↑ 1 2 Volmir A. S. Säiliöt nesteen ja kaasun virtauksessa. Hydroelastisuuden ongelmat. - M .: Nauka, 1979. - S. 123. - 320 s.
  5. ↑ 1 2 Landau L. D., Lifshitz E. M. Theoretical Physics. - M .: Nauka, 1986. - T. 6. Hydrodynamiikka. - S. 89. - 736 s.
  6. ↑ Mikishev G. N. Kokeelliset menetelmät avaruusalusten dynamiikassa. - M .: Mashinostroenie, 1978. - S. 134. - 248 s.
  7. ↑ Kutateladze S.S. Samankaltaisuusanalyysi lämpöfysiikassa. - Novosibirsk: Nauka, 1982. - S. 259. - 280 s.
  8. ↑ Mikheev M. A., Mikheeva I. M. Lämmönsiirron perusteet. - M .: Energy, 1977. - S. 63. - 344 s.
  9. ↑ Tšekin kielessä painotus osuu ensimmäiseen tavuun. ke aksentti lainatuissa erisnimissä Gasheek , Chapek , Skoda .
  10. ↑ Strett J.W. (Lord Rayleigh). Äänen teoria . - M .: GITTL, 1955. - T. 2. - S. 400. - 476 s.
  11. ↑ Strouhal. Ueber eine besondere Art der Tonerregung  (saksa)  // Ann. Der physik u. der Chemie (Wiedemann's Ann.). - 1878. - Bd. 5 . — S. 216–251 . ( Abstract ranskaksi  (ei saatavilla linkki) ).
  12. ↑ Rayleigh. Æolian tones  (englanniksi)  // Philosophical Magazine. - 1915. - Voi. 29 . - s. 433-444 .
  13. ↑ Baranov V. B. Hydroaeromekaniikka ja kaasudynamiikka. Osa I. - M .: MSU Publishing House, 1987. - S. 80-81. — 184 s.
  14. ↑ Tietoja kirjasta: Viskoosin nesteen hydroaerodynamiikan nykytila ​​/ Toim. S. Goldstein. - M .: IL, 1948. - T. 2. - S. 96, 98, 248. - 408 s. Katso myös kokeelliset tiedot hydromekaniikan laskentamenetelmien kurssista  (fr.) .