ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основная особенность движений вязкой жидкости при больших рейнольдсовых числах. Пограничный слой из "Механика жидкости и газа Издание3 " Процесс этот облегчается тем, что вдалеке от тормозящей поток стенки при больших рейнольдсовых числах инерционные эффекты настолько превалируют над вязкшщ, что внешнюю область течения можно рассматривать как невязкое, безвихревое течение, расчет которого не представляет, как мы уже наем, сложности. Иначе обстоит дело внутри пограничного слоя. Наличие резких изменений продольной скорости в перпендикулярном к стенке направлении приводит к значительным вязким напряжениям, с другой стороны, в непосредственной близости стенки могут развиться большие ускорения, так что внутри пограничного слоя нет оснований отбрасывать ни вязкие, ни инерционные силы. В связи с этим в области пограничного слоя необходимо выполнять интегрирование уравнений, хотя и более простых, чем уравнения Стокса, но все же достаточно сложных. [c.556] Несмотря на свою незначительную по сравнению с характерными внешними размерами потока толщину (как далее будет показано, толщииа ламинарного пограничного слоя обратно пропорциональна корню квадратному из рейнольдсова ччсла потока), пограничный слой играет основную роль в процессах динамического (сопротивление, подъемная сила и термодинамического (тепло- и массообмен) взаимодействия потока реальной жидкости илн газа с омываемым ими твердым тело.м. Так, например, диссипация механической энергии в пограничном слоена лопатках турбомашин является главной причиной вредных потерь энергии в турбинном агрегате, снижающих его коэффициент полезного действия. [c.556] Точнее, более мелким шагом сетки в нормальном к потоку направлении. [c.556] Изучение движения вязкой жидкости в области пограничного слоя основывается, как уже упоминалось, на интегрировании уравнений пограничного слоя, представляющих уравнения Стокса, существенно упрощенные за счет принятия в расчет малости толщины пограничного слоя. Решение этих, носящих имя своего создателя Л. Прандтля ) уравнений, как будет показано в следующем параграфе, представляется первым членом разложения решения уравнения Стокса в ряд по степеням малого безразмерного параметра — отношения масштаба толщины пограничного слоя к характерному для потока в целом масштабу обтекаемого тела (например, хорде крыла) — имеющего порядок обратной величины корня квадратного из рейнольдсового числа. Этот первый член содержит малый параметр в нулевой степени, поэтому уравнения пограничного слоя можно рассматривать как нулевое приближение в асимптотическом (при больших рейнольдсовых числах) разложении болееобщих уравнений движеиия вязкой жидкости — уравнений Стокса. [c.557] В некоторых специальных задачах вопрос о взаимодействии между рассматриваемыми двумя областями потока пограничным слоем и внешним потоком требует более глубокого изучения. В этих случаях используют следующие приближения в асимптотическом решении уравнений Стокса — уравнения пограничного слоя высших приближений. [c.557] К пограничным слоям относятся и течения, образующиеся в неподвижной илн движущейся жидкости при вхождении в них струн той же или другой по физическим параметрам жидкости. Такая струя, так же как и дальний след за телом, представ.тяет сосредоточенное в тонком слое резко неоднородное ноле скоростей, которое, благодаря наличию вязкой диффузии завихренности, постепенно выравнивается, стремясь к распределению скоростей, имеющему место вдалеке от источника струи. [c.557] Характерным, отличительным признаком пограничного слоя во всех случаях является непременное существование двух граничащих друг с другом областей различных по природе движений вихревого движения вязкой жидкости в пограничном слое и безвихревого движения идеаль- ной жидкости во внешней области. При малых рейнольдсовых числах такое разделение областей было бы невозможным. [c.557] Теория пограничного слоя в настоящее время представляет самостоятельный раздел динамики вязких жидкостей и газов, имеюпдий обширную литературу 2). [c.557] Вернуться к основной статье