Измерение силы Магнуса при умеренных числах Рейнольдса

Abstract

Выполнены измерения силы Магнуса, действующей на вращающееся сферическое тело, обтекаемое воздушным потоком. Установленное на аналитических весах исследуемое тело приводилось во вращение и обдувалось потоком заданной скорости. Измерялся разбаланс весов, вызванный силой Магнуса, и определялась величина коэффициента Cм в формуле Рубинова-Келлера. Установлена зависимость коэффициента Cм от двух чисел Рейнольдса Reω и Rep в диапазоне 590<Reω<45000, 360<Rep<13500. При постоянном Rep с возрастанием Reω величина Cм уменьшается, а при Reω=const с увеличением Rep Cм увеличивается, приближаясь при малых Reω к величинам, найденным Рубиновым и Келлером. С использованием полученных результатов и известных литературных данных получена обобщающая формула для коэффициента Cм.

Виконанi вимiрювання сили Магнуса, яка дiє на сферичне тiло, що обертається у повiтряному потоцi. Встановлене на аналiтичних вагах дослiджуване тiло приводилося в обертання й обдувалося потоком заданої швидкостi. Вимiрювався розбаланс ваг, викликаний силою Магнуса, i визначалася величина коефiцiєнту Cм у формулi Рубiнова-Келлера. Встановлено залежнiсть коефiцiєнта Cм вiд двох чисел Рейнольдса Reω i Rep у дiапазонi 590<Reω<45000, 360<Rep<13500. При постiйному Rep iз зростанням Reω значення Cм зменшується, а при Reω=const iз збiльшенням Rep Cм збiльшується, наближаючись при малих Reω до величини, визначеної Рубiновим i Келлером. З використанням отриманих результатiв i вiдомих лiтературних даних отримана узагальнююча формула для коефiцiєнта Cм.

We describe some results of our measurements of the Magnus force, acting on a rotating spherical body blown up by an air flow. A spherical body located on an analytical balance was rotated and blown by a flow with a given velocity.The out-of-balance caused by the Magnus force was measured, and the Cм factor in the Rubinow-Keller formula was determined. The dependence of Cм upon two Reynolds numbers Reω and Rep in a range 590 < Reω < 45000, 360 < Rep< 13500 was established. If Rep is fixed, the Cм value decreases with increase in Reω. If Reω = const, Cм increases with Rep, coming nearer to the value found Rubinow and Keller for small Reω. Using the obtained results and known data from the literature, we derive a generalizing formula for Cм.