Математическое моделирование течений вязкой жидкости вблизи твердых поверхностей. Загузов И.С - 14 стр.

UptoLike

Составители: 

14
( τμ=
∂υ
x
y
), оказывающие резкое влияние на общий характер движения жидкости в
пограничном слое. В аэродинамическом следе нет тормозящего влияния твердых
стенок, но в нем происходит также связанное с вязкостью вырождение созданного
на протяжении пограничного слоя течения в однородный поток вдалеке за телом.
Принимая жидкость вне пограничного слоя и аэродинамического следа за
идеальную,
можно считать движение в этой области безвихревым, потенциальным.
Только пройдя сквозь область пограничного слоя на поверхности обтекаемого тела,
поток становится вихревым и затем, уже оставив тело и попав в область
аэродинамического следа, постепенно теряет полученную завихренность, исчезаю-
щую вследствие диффузии, причем энергия вихрей превращается в тепло,
рассеивающееся благодаря теплопроводности.
Как показывают
непосредственные измерения, пограничный слой при тех
больших значениях чисел Re, с которыми приходится иметь дело на практике,
очень тонок. Возрастая по толщине от носка крыла к его хвосту, пограничный слой
даже в точке максимальной толщины слоя вблизи хвоста крыла, достигает обычно
лишь порядка сотых частей хорды. Так, на крыле самолета с
хордой 1,5-2 м
пограничный слой на режиме максимальной скорости имеет порядок нескольких
сантиметров, а на корабле, длина которого имеет порядок 100 м, может достигать
толщины 1 м. Такой тонкий сравнительно с размерами тела слой не может
произвести значительных возмущений во внешнем по отношению к нему
безвихревом потоке, чем и объясняется совпадение картин обтекания тел
реальной и идеальной жидкостью. Важно отметить, что характерная для движения
вязкой жидкости в тонких слоях неизменность давления в поперечном к потоку
направлении приводит к тому, что давление на внешней границе пограничного
слоя передается сквозь пограничный слой без изменений на поверхность
обтекаемого тела.
В приведенном рассуждении терминам границы
и толщины пограничного слоя не
придается точного количественного смысла. Эти понятия лишь качественно
характеризуют поперечный размер области, где скорости от нулевого значения на
стенке изменяются до величины порядка скоростей внешнего потока. Так,
например, под толщиной
погранслоя можно подразумевать такое расстояние от
стенки, на котором скорость будет отличаться от скорости внешнего потока на 1%.
По свойству вязкости жидкости тормозящее влияние стенки распространяется на