Пограничный слой: различия между версиями

м
орфо, replaced: путем → путём, removed stub tag
м (орфо, replaced: путем → путём, removed stub tag)
[[Файл:Boundarylayer.png|thumb|Схематическое изображение пограничного слоя и его утолщения при переходе к турбулентности]]
[[Файл:Dns schlierenimage.png|thumb|[[Шлирен-метод|Шлирен-визуализация]] пограничного слоя. На картинке виден ламинарно-турбулентный переход.]]
'''Пограни́чный слой''' (ПС) в [[Аэрогазодинамика|аэродинамике]] — слой трения: тонкий слой на поверхности обтекаемого тела или летательного аппарата (ЛА), в котором проявляется эффект [[Вязкость|вязкости]]. ПС характеризуется сильным [[Градиент|градиентомградиент]]ом скорости потока: скорость меняется от нулевой, на поверхности ЛА, до скорости потока вне пограничного слоя (в аэродинамике принято рассматривать ЛА неподвижным, а набегающий на него поток газа имеющим скорость ЛА, то есть в [[Система отсчёта|системе отсчёта]] ЛА).
 
== Общие сведения ==
Понятие пограничного слоя было впервые введено [[Прандтль, Людвиг|Людвигом Прандтлем]] в статье, представленной 12 августа 1904 года на третьем Международном конгрессе математиков в [[Гейдельберг]]е, Германия<ref>[http://gidropraktikum.narod.ru/equations-of-hydrodynamics.htm#Prandtl Прандтль Л. Движение жидкости с очень малым трением. В кн.: Прандтль Л. Теория несущего крыла. Часть I. М.-Л.: ГНТИ, 1931]</ref>. Введение ПС позволяет существенно упростить моделирующие течение жидкости/газа уравнения путемпутём разделения потока на две области: тонкого вязкого пограничного слоя и области невязкого течения. Уравнения невязкого течения (уравнения Эйлера) существенно проще моделирующих вязкое течение полных [[Уравнения Навье — Стокса|уравнений Навье-Стокса]]. Теплообмен обтекаемого тела с потоком также происходит исключительно в пограничном слое, что опять же позволяет упростить решение уравнений за пределами ПС.
 
== Толщина пограничного слоя ==
 
Поскольку в ПС силы инерции и силы трения одного порядка, то приравнивая эти силы, можно получить оценку толщины пограничного слоя для сверхзвукового потока:
<math> \delta \propto \sqrt{\frac{\mu l}{\rho U}} </math>, где <math> \mu </math> — динамическая [[Вязкость|вязкость]], <math> l </math> — характерная длина тела (например длина пластины, если рассматривать обтекание плоской пластины), <math> \rho </math> — [[Плотность|плотность]] газа или жидкости, <math> U </math> — скорость набегающего потока.
Для гиперзвукового слоя указанная оценка имеет вид:
<math> \delta \propto \sqrt [4] {\frac{\mu l}{\rho U}} </math>, где <math> \mu </math> - динамическая [[Вязкость|вязкость]], <math> l </math> — характерная длина тела
 
Для ''ламинарного'' ПС коэффициент пропорциональности, делающий из вышеприведённой формулы равенство, равняется приблизительно 5:
== Примечания ==
<references/>
 
{{mech-stub}}
[[Категория:Аэродинамика]]
[[Категория:Гидродинамика]]