Аэродинамический нагрев

ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ.

Сопротивление удобообтекаемых тел при их движении в жидкостях или газах является в значительной степени сопротивлением от трения среды о поверхность тела. Поэтому весьма важно знать законы трения в жидкостях и газах и уметь рассчитывать сопротивление трения. Установлено, что силы трения жидкости проявляются не во всей среде, а лишь в слое, прилегающем к поверхности движущегося тела, где скорость течения резко изменяется по нормали к поверхности.

В отличие от идеальной жидкости, которая при своем движении скользит по обтекаемой поверхности, реальная вязкая жидкость полностью затормаживается на ней. Частицы, прилегающие к поверхности обтекаемого тела, сцепляясь с ней, тормозят вышележащие слои жидкости. Вследствие этого вблизи поверхности скорость жидкости изменяется от на стенке до скорости набегающего потока или скорости потенциального течения на некотором расстоянии от нее. Даже при движении жидкостей, вязкость которых незначительна (вода, воздух), подобное нарастание скорости совершается достаточно быстро. В результате, у поверхности тела, обтекаемого маловязкой жидкостью, есть очень тонкий слой, называемый пограничным слоем. Пограничный слой (рис. 7.1) представляет собой область больших значений градиентов скорости по нормали к поверхности. Внутри пограничного слоя сила вязкостного трения имеет такой же порядок, как и все остальные силы, учитываемые в уравнениях движения.