ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Движение без вращения частиц. Понятие о потенциале скоростей из "Аэродинамика Часть 1 " Изучим теперь подробно один частный, но весьма важный случай движения жидкости, именно движение, происходящее бе вращения частиц. [c.158] Выясним, при каких именно условиях можно считать, что силы трения не проявляют своего действия. Неправильно было бы думать, что для этого достаточно лишь малсп вязкости жидкости. Вода, например, относится к числу маловязких жидкосте , и тем не менее в ней возможны весьма интенсивные вращения и, значит, действие сил трения, несмотря на их малость, проявляется. Дело здесь, таким образом, не только в малой вязкости среды. [c.159] Мы увидим в дальнейшем, что и в жидкости с малой вязкостью могут действовать значительные силы треная в тех местах потока, где скорость при переходе от одной точки к другой, близлеогсащей, значительно изменяется. [c.159] Можно указать вполне конкретные места в потоке, обтекающем твердое тело, где имеются налицо резкие изменения величины скорости. [c.159] во-первых, область в потоке, непосредственно прилегающая к поверхности тела она называется пограничным, слоем данного тела. Размеры этой области по нормали к поверхности тела (толщина пограничного слоя) обычно весьма малы по сравнению с размерами тела. Но на протяжении этой малой толщины слоя скорость изменяется от нуля на поверхности тела до скорости, которая была бы в данном месте поверхности при обтекании тела идеальной жидкостью. [c.159] Таким образом, движение в пограничном слое характеризуется быстрым изменением скорости по нормали к поверхности тела и наличием вращения у частиц. Изучая движение без вращения частиц, мы тем самым исключаем из нашего рассмотрения область пограничного слоя. [c.159] Местом резких изменений скорости являются, во-вторых, поверхности раздела в жидкости. При обтекании тел потоком может возникнуть движение жидкости в кормовой части, направленное в сторону, противоположную общему направлению потока. На границе между этим обратным движением и основным потоком образуются вследствие больших сил трения вихри, ядра которых, как мы знаем, состоят из вращающихся частичек. Следовательно, изучая движение без вращения частиц, мы должны исключить из своего рассмотрения и область за телом, в которой находятся ядра вихрей и вращающиеся частицы, попавшие сюда из пограничного слоя. [c.159] Наоборот, если тело имеет в кормовой части малую кривизну, то при обтекании такого тела возвратное течение простирается лишь на малый участок вблизи кормовой точки. Оно, вообще, может быть ликвидировано соответствующим подбором формы тела. Ширина вихревой области и интенсивность вихрей для этих тел суть величины пренебрежимо малые. Сопротивление при этом происходит главным образом от сил трения, приложенных к поверхности тела. Это — так называемые удобообтекаемые тела. [c.160] Вот почему изучение движения жидкости без вращения частиц имеет особое значение в теории удобообтекаемых тел, т. е. как раз таких тел, которые являются важнейшими для авиации. Многие вопросы аэродинамики летательного аппарата решаются в предположении, что обтекание происходит без вращения частиц. Сюда относятся, в частности, все вопросы, связанные с распределением давлений и аэродинамических нагрузок. [c.161] После этих вступительных замечаний, которые имели целью предварительно выяснить роль рассматриваемого движения в аэродинамике летательного аппарата, мы пере11дем к изучению движения без вращения частиц с ки зрения. [c.161] Последние равенства позволяют значительно упростить вычисление у,,, V.. Вместо трех неизвестных величин, какими являются в кинематике жидкости и,,, и , оказывается возможным с помощью уравнений (27) свести задачу об определении поля скоростей к нахожденпю одной неизвестной функции. [c.161] Заметим, что, как показывают наблюдения, можно и для неудобообтекаемых тел предполагать отсутствие вращений в потоке, но лишь в начальный период с/вижения, до возникновения возвратного течения в кормовой части тела. [c.161] Последнее равенство наиболее полно определяет взаимоотношения между потенциальной функцией и вектором скорости V. [c.163] Рассмотрим некоторые основные свойства потенциала скоростей. [c.164] Такие поверхности, во всех точках которых потенциал сохраняет постоянное для каждой поверхности значение, называются поверхностями равного потенциала. [c.164] Для того чтобы наглядно представить себе эти поверхности, докажем следующее свойство их. Вектор скорости в каждой точке направлен по нормали к проходящей через эту точку поверхности равного потенциала. Пусть s будет направление касательной в данной точке к поверхности р(з , у, z) = onst. [c.164] Это означает, что вектор скорости направлен по перпендикуляру КО всем направлениям, касательным к поверхности равного потенциала в данной точке, т. е. что он направлен по нормали к этой поверхности. [c.165] Вернуться к основной статье