Математические модели в аэрогидромеханике. Часть 1. Загузов И.С - 36 стр.

UptoLike

Составители: 

36
применения теории пограничного слоя была в дальнейшем столь глубоко
развита в многочисленных исследованиях, что в настоящее время ее можно
считать в основных чертах исчерпанной. Позже она была распространена
также на практически более важные случаи несжимаемых турбулентных
течений в пограничных слоях. Существенный успех в этой области был
достигнут только после введения Л
. Прандтлем понятия пути
перемешивания. Введение этого понятия наряду с выполнением
систематических опытов позволило применить теорию пограничного слоя
для теоретического исследования турбулентных течений. В дальнейшем, под
влиянием сильного возрастания скоростей в аэрокосмической технике, были
тщательно исследованы пограничные слои для движений сжимаемой среды.
При таких движениях, наряду с динамическим пограничным слоем,
образуется
температурный пограничный слой, играющий большую роль в
теплопередаче между текущей средой и обтекаемым телом. При больших
числах Маха тепло, выделяющееся вследствие трения между движущимся
телом и средой, приводит к сильному нагреванию поверхности обтекаемого
тела. Расчет этого нагревания представляет собой трудную проблему,
особенно для ракет и искусственных спутников ("тепловой барьер").
2.1.
Основные сведения о пограничном слое
Под пограничным слоем понимают тонкую при известных условиях в
поперечном направлении к потоку область течения, где, в отличие от
окружающего ее безвихревого потока, движение является вихревым и
характеризуется сосредоточенными в этой области резкими изменениями
скорости (скоростной пограничный слой), температуры (температурный
пограничный слой), концентрации примеси (концентрационный
или
диффузионный пограничный слой). Скоростным (или динамическим)
пограничным слоем называют тонкий слой жидкости, прилегающий к
поверхности обтекаемого тела и заторможенный вследствие трения.
Температурным (или тепловым) пограничным слоем называется
примыкающая к поверхности тела область течения, в которой температура
жидкости изменяется от ее значения на стенке до значения температуры
внешнего потока жидкости. При
этом температура стенки и температура
жидкости у стенки принимаются равными друг другу. Диффузионным
пограничным слоем называется область течения вблизи стенки, в которой
происходит изменение концентрации примеси от ее значения на стенке до
значения во внешнем потоке.
Различают ламинарные и турбулентные пограничные слои в
зависимости от ламинарного или турбулентного режима течения
в них.
Основным условием образования скоростных ламинарных погранслоев
является малая вязкость жидкости, или, точнее, большое значение числа
Рейнольдса: