Longitudinal curvature and displacement speed effects on incompressible laminar boundary layers

• Published in: International journal of engineering science Vol. 10; no. 10; pp. 875 - 888
• Main Authors: Werle, M.J., Wornom, S.F.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier Ltd 01.01.1972
• ISSN: 0020-7225; 1879-2197
• DOI: 10.1016/0020-7225(72)90056-0

The title problem is considered for the case of now past a circular cylinder placed normal to a uniform mainstream with Reynolds numbers from 40 to 200. Implicit finite difference numerical solutions are obtained for a set of boundary-layer equations that account for the second order effects associated with surface curvature and displacement speed. It was found that both of these contributors have a significant influence on the internal structure of the viscous region and that an accurate estimate of the surface pressure distribution is essential for estimating the surface shear stress. Le problème annoncé considère le cas d'un écoulement autour d'un cylindre circulaire placé normalement à un courant principal uniforme avec des nombres de Reynolds de 40 à 200. Des solutions numériques aux différences finies implicites sont obtenues pour un système d'équations de couches limites tenant compte des effets du second ordre en association avec la courbure de surface et la vitesse de déplacement. Il a été trouvé que ces contributions ont toutes les deux une influence importante sur la structure interne de la région visqueuse et qu'une estimation précise de la distribution de pression superficielle est essentielle pour évaluer la contrainte de cisaillement superficielle. Das Titelproblem wird für den Fall einer Strömung an einem Kreiszylinder vorbei untersucht, der sich normal zu einem geleichförmigen Hauptstrom mit Reynoldszahlen von 40 bis 200 befindet. Implizite numerische Lösungen endlicher Differenz werden für einen Satz von Grenzschichtgleichungen erhalten, welche Wirkungen zweiter Ordnung Rechnung tragen, die mit Oberflächenkrümmung und Verdrängungsgeschwindigkeit zusammenhängen. Es wurde gefunden, dass beide Beiträge einen beträchtlichen Einfluss auf die interne Struktur der viskosen Zone haben und dass eine genaue Schätzung der Oberflächendrucksverteilung für die Schätzung der Oberflächenspannung notwendig ist. Il problema del titolo viene esaminato nei riguardi di un flusso che va oltre un cilindro circolare sistemato normalmente rispetto a un flusso principale uniforme con numeri di Reynolds da 40 a 200. Si ottengono soluzioni numeriche di differenza finita implicita per una serie di equazioni di strati limite che spiegano gli effetti di secondo grado associati alla curvatura superficiale e alla velocità di spostamento. Si è scoperto che entrambi questi contributori hanno un'influenza significativa sulla struttura interna della regione viscosa e che una valutazione accurata della distribuzione della pressione superficiale è indispensabile per valutare la sollecitazione di tranciamento della superficie. B cлyчae пoтoкa мимo кpyгoвoгo цилиндpa, pacпoлoжeннoгo нopмaльнo oтнocитeльнo глaвнoгo тeчeния c чиcлaми Peйнoльдca 40–200, пoлyчaютcя явныe чиcлeнныe кoнeчнopaзнocтныe peщeния для cиcтeмы ypaвнeний гpaничныч cлoeв, кoтopыe yчитывaть эффeкты втopoгo пopядкa, cвязaнныe c кpивизнoм пoвepчнocти и cкopocтью cмeщeeия. Уcтaнoвлeнo, чтo oбe фaктopы oкaзывaют знaчитeльнoe влияниe нa внyтpeннюю cтpyктypy вязкoй oблacти. Кpoмe тoгo нyжнo имeть тoчнyю oцeнкy pacпpeдeлeния пoвepчнocтнoгo дaвлeния, чтoбы oцeнить пoвepчнocтнoe cдвигoвoe нaпpяжeниe.