электромоделирование

Электромоделирование функции тока и потенциала скорости при бесциркуляционном обтекании профиля потоком идеальной несжимаемой жидкости.

электромодели́рование в аэро- и гидродинамике — изучение движения жидкости или газа методом электрогидродинамической аналогии. Метод основан на том, что при определённых условиях уравнения, описывающие стационарное распределение электрического потенциала V в проводящей среде, математически тождественны уравнениям, описывающим поведение функции тока ψ или потенциала скорости φ в поле течения. Э. применяется при исследовании движения как идеальной, так и вязкой жидкости.

Наиболее просто осуществляется Э. плоского безвихревого течения идеальной несжимаемой жидкости. В этом случае поведение ψ и φ в поле течения и V в проводящей области определяется уравнением Лапласа. Поле течения имитируется проводящим листовым материалом постоянной толщины обычно в виде прямоугольника (см. рис.); размеры области выбираются так, чтобы на её границах практически затухали возмущения, вносимые профилем в поток. В центре области устанавливается модель, геометрически подобная исследуемому профилю (телу) и изготовленная из материала с другими электрическими свойствами. Для удовлетворения граничному условию непротекания на поверхности тела при Э. поведения ψ модель изготавливается из материала с более высокой электрической проводимостью (медь, алюминий), чем листовой материал, а при Э. поведения φ — из диэлектрика. При изучении безциркуляционного обтекания измеряется поле V, образующееся под действием приложенной разности потенциалов ∆V. При Э. циркуляционного обтекания необходимо с делителя напряжения подать на модель потенциал, значение которого подбирается так, чтобы удовлетворить Чаплыгина—Жуковского условию. В этом состоянии проводятся измерения поля V и силы тока, которая пропорциональна циркуляции скорости. В сходственных точках имеет место равенство соответствующим образом обезразмеренных и нормированных функций и (или ). Результаты измерений в виде изолиний ψ = const дают представление о картине течения, а вычисленные по этим данным производные определяют изменение компонентов вектора скорости в поле течения; по найденному полю скорости определяются аэродинамические характеристики исследуемого профиля.

В. А. Башкин.