Liczba Keulegana-Carpentera

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Liczba Keulegana-Carpentera – (ang. Keulegan-Carpenter number) – oznaczenie symboliczne: Kc lub KC – jedna z liczb podobieństwa, stosowana w teorii drgań wywołanych wirami (ang. vortex induced vibrations).

Definicja[edytuj]

Liczba Keulegana-Carpentera zdefiniowana jest w sposób:

lub równoważnie:

gdzie:

  • – maksymalna prędkość napływającego strumienia płynu,
  • – częstotliwość oscylacji wibrującego ciała stałego,
  • – okres oscylacji wibrującego ciała stałego,
  • – wymiar charakterystyczny wibrującego ciała stałego.

Niekiedy

  • oznacza maksymalną amplitudę zmian prędkości płynu,
  • – częstotliwość oscylacji prędkości płynu,
  • – okres oscylacji prędkości płynu.

W tym drugim przypadku liczba Keulegana-Carpentera stanowi odwrotność liczby Strouhala.

Własności[edytuj]

Liczba Keulegana-Carpentera powiązana jest ściśle z lokalnym i adwekcyjnym przyspieszeniem płynu, występującym zarówno w hydrodynamicznym równaniu Eulera dla płynów idealnych jak i w równaniu Naviera-Stokesa dla płynów rzeczywistych. Biorąc pod uwagę wymiary tych przyspieszeń:

przyspieszenie adwekcyjne:
przyspieszenie lokalne:

Widać wyraźnie, że ich stosunek równy jest liczbie Keulegana-Carpentera.

Zastosowania[edytuj]

Liczba Keulegana-Carpentera stosowana jest w teorii drgań ciał stałych wywołanych wirami występującymi w płynach opływających te ciała. Znajomość liczby Keulegana-Carpentera pozwala na oszacowanie częstotliwości drgań opływanego ciała.