Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Рис. 4. Определение угла атаки системы лыжник-лыжи

(- угол между лыжами и горизонталью, - угол между скоростью и горизонталью, - угол атаки).

Как видно из кинограмм прыжков, приводимых, например, в [1], и из наблюдений за прыгунами, угол между лыжами и горизонталью в полете практически не меняется, меняется лишь угол между скоростью и горизонталью. Тогда, учитывая выражения (2) и (9), можно записать:

.     (11)

Из рис. 4 видно, что

  .   (12)

Аэродинамические коэффициенты  и  можно найти из опытов в аэродинамической трубе. Однако в настоящее время мы не располагаем этими данными для современных техник прыжка, поэтому в данной работе используется лишь оценка аэродинамических коэффициентов. Рассмотрим лыжника и окрыжающий его воздух. Если рассмотреть воздух, как идеальный газ, состоящий из круглых упругих частичек, то согласно теории удара аэродинамическая сила будет направлена по нормали к поверхности лыж (см. рис. 5).

Рис. 5. Подъемная сила и сила лобового сопротивления в потоке идеального газа

(- полная аэродинамическая сила, составляющими которой являются сила лобового сопротивления и подъемная сила).

Угол между скоростью и лыжами - это угол атаки . То есть коэффициент

         (13)

Окончательно имеем следующие выражения для  и :

       (14)

где

       (15)

В формуле (14)  - это угол отрыва, то есть угол, под которым траектория наклонена к горизонтали в начальный момент времени. Минус поставлен потому, что . Под  понимается предельная скорость системы лыжник-лыжи в момент отрыва (в начальный момент времени).

4. Обтекание трамплинной горы потоком воздуха

4.1. Концептуальная постановка задачи

Эта глава посвящена задаче обтекания воздухом трамплинной горы. Цель данной работы - спрогнозировать поле скоростей ветра вблизи трамплина, чтобы можно было использовать эти данные в модели полета лыжника и более точно оценить влияние ветра на полет.

Сам трамплин достаточно узок и не играет значительной роли в формировании воздухных потоков, поэтому рассматривается только гора.

Для решения задачи была привлечена теория пограничного слоя. Воздух в пограничном слое вблизи земли считается вязкой несжимаемой жидкостью. Это не противоречит очевидной сжимаемости воздуха: как будет показано ниже, условие сжимаемости (согласно [8], где используется термин "искусственная сжимаемость") будет выглядеть точно так же, как и условие несжимаемости. Рассматривается двумерная постановка задачи течения жидкости в достаточно большой области, чтобы течение во входном и выходном сечениях и на верхней границе можно было считать строго горизонтальным. Нам известны экспериментальные данные по среднесезонным и среднегодовым скоростям ветра на разных высотах, их можно использовать для проверки и выбора входных данных. В [9], например, скорости ветра заданы в виде нечетких чисел, у которых функция принадлежности имеет вероятностный смысл, а носитель измеряется в м/с:

Скорости ветра в среднем по зимнему сезону (среднее значение):

скорость ветра на высоте от 40 до 120 м (4.9 м/с):

("0 до 2"/0.188 , "2 до 5"/0.420 , "5 до 10"/0.352 , "10 до 15"/ 0.037, "свыше 15"/0.003)

скорость ветра на высоте 500 м                     (11.4 м/с):

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: сочинение 5 класс, конспект изложения.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата