ОТРЫВНОЕ ТЕЧЕНИЕ
течение, в к-ром
поток газа или жидкости, обтекающий тело, отрывается от его поверхности
с образованием вихревой зоны. При дозвуковом течении типичным случаем является
возникновение О. т. у поверхности тела с образующими криволинейной формы
(рис. 1), напр. у профиля крыла,
Рис. 1. Схема образования отрывного
течения при обтекании дозвуковым потоком тела с образующими криволинейной
формы.
сферы и т. п. Необходимыми условиями возникновения
О. т. при этом являются наличие на поверхности тела вязкого пограничного
слоя и повышение давления в направлении течения. В пределах толщины
пограничного слоя скорость течения убывает от значения v
внешнего потока) на внешней границе слоя до = 0 на поверхности
тела, а давление остаётся таким же, как во внешнем потоке. Поэтому в непосредственной
близости от поверхности тела, где скорость частиц близка к нулю, их кинетич.
энергия оказывается недостаточной для преодоления повышающегося давления.
В результате эта скорость становится равной нулю, а затем меняет направление
на обратное. Возникновение возвратного течения приводит к значит, утолщению
пограничного слоя и отрыву потока от стенки.
Образование областей О. т. существенно
влияет на аэродинамич. (или гидродинамич.) характеристики тел. Напр., аэродинамическое
сопротивление шара, летящего с дозвуковой скоростью, в основном определяется
О. т. на поверхности задней полусферы. Турбулизация ламинарного пограничного
слоя уменьшает зону О. т. и в несколько раз уменьшает силу аэродинамического
сопротивления шара.
На верхней поверхности крыла самолёта при
нек-ром угле атаки также возникает О. т. (рис. 2), область к-рого с увеличением
угла атаки возрастает. При этом подъёмная сила крыла сначала перестаёт
увеличиваться, а затем начинает уменьшаться.
Рис. 2. а - плавное обтекание крыла;
б - обтекание крыла с отрывом потока.
При сверхзвуковых скоростях течения возникают
ударные
волны, в к-рых давление резко возрастает. В случае, когда ударная волна
образуется на поверхности с вязким пограничным слоем, возникает О. т. (рис.
3). При сверхзвуковых течениях образование О. т. существенно влияет не
только на аэродинамич. характеристики тела, но и на его тепловой режим.
Рис. 3. Отрывное течение при сверхзвуковом
обтекании цилиндра с остриём.
В большинстве случаев возникновение О.
т. нежелательно. Для его предотвращения применяют отсос пограничного слоя,
вдувание в пограничный слой газа с повышенной кинетич. энергией и уменьшение
роста давления в направлении течения путём соответствующего подбора формы
поверхности обтекаемого тела. Однако при сверхзвуковых скоростях течения
образование О. т. может оказаться и полезным. Напр., игла, помещённая перед
затупленным телом (рис. 3), вызывая О. т., способствует уменьшению аэродинамич.
сопротивления.
Лит.: Лойцянский Л. Г., Механика
жидкости и газа, 3 изд., М., 1970; Ч ж е н П., Отрывные течения, пер. с
англ., т. 1, М., 1972. М. Я. Юделович.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я