Главная > Физика > Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

3. Отрыв пограничного слоя.

Пограничный слой можно легко наблюдать на погруженном в воду цилиндре. Тогда видно, что пограничный слой отделяется от цилиндра, причем отрыв его происходит в точке, удаленной несколько меньше чем на 90° (в наблюдениях Гименца около 82°) от передней точки цилиндра. Теория пограничного слоя объясняет этот отрыв следующим образом: давление имеет максимум в точке подпора, самой передней точке цилиндра. Вдоль контура цилиндра давление падает и достигает при угле около 72° минимума, гораздо меньшего, чем давление на бесконечности. Далее назад давление опять возрастает.

Вследствие трения о поверхность цилиндра, та жидкость, которая проникла в граничный слой, теряет часть своей кинетической энергии. Поэтому, сама по себе, она не может проникнуть далеко в область возрастающего давления. Еще немного ее увлекает за собой окружающая жидкость. Но при этом толщина пограничного слоя быстро увеличивается. Скоро пограничный слой вотречает ток, засосанпый с задней стороны тела, который располагается между пограничным слоем и поверхностью цилиндра. Таким образом, сильно вихревой пограничныйслой отделяется от поверхности тела и попадает внутрь жидкости.

В какой степени позволяет нам теория пограничного слоя воспроизвести эти качественные рассуждения вычислительным путем? Прежде всего мы не можем с полной точностью вычислить математически потенциальное движение, так как на него сильно влияет турбулентный поток в кильватере. С другой стороны, если давление у поверхпости цилиндра измеряется экспериментально, то, зная его, можно затем, с помощью численных методов, получить хорошее приближение для потока в пограничном слое в области падающего давления. В области же увеличивающегося давления и, в особенности, в окрестностях точки отрыва, пограничный слой, как сказано, сильно увеличивается в толщине. Поэтому предположение "е мало" часто уже не выполняется. Несмотря на это, численные и графические вычисления дали очень хорошие приближенные значения для положения места отрывах).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление