Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Одной из важнейших задач гидродинамики является исследование движения твердых тел в газе и жидкости, в частности изучение тех сил, с которыми среда действует на движущееся тело. Эта проблема приобрела особенно большое значение в связи с бурным развитием авиации и увеличением скорости движения морских судов.
На тело, движущееся в жидкости или газе, действуют две силы (равнодействующую их обозначим R), одна из которых (Rx) направлена в сторону, противоположную движению тела (в сторону потока), — лобовое сопротивление, а вторая (Ry) перпендикулярна этому направлению — подъемная сила (рисунок слева).
Для крыла самолета требуется большая подъемная сила при малом лобовом сопротивлении, что достигается при малых углах атаки a (угол к потоку).
Если тело симметрично и его ось симметрии совпадает с направлением скорости, то на него действует только лобовое сопротивление, подъемная же сила в этом случае равна нулю.
Можно доказать, что в идеальной жидкости равномерное движение происходит без лобового сопротивления.
Если рассмотреть движение цилиндра в такой жидкости (рисунок справа), то картина линий тока симметрична как относительно прямой, проходящей через точки А и В, так и относительно прямой, проходящей через точки С и D, т. е. результирующая сила давления на поверхность цилиндра будет равна нулю.
Иначе обстоит дело при движении тел в вязкой жидкости (особенно при увеличении скорости обтекания).
Вследствие вязкости среды в области, прилегающей к поверхности тела, образуется пограничный слой частиц, движущихся с меньшими скоростями.
В результате тормозящего действия этого слоя возникает вращение частиц и движение жидкости в пограничном слое становится вихревым.
Если тело не имеет обтекаемой формы (нет плавно утончающейся хвостовой части!), то пограничный слой жидкости отрывается от поверхности тела.
За телом возникает течение жидкости, направленное противоположно набегающему потоку. Оторвавшийся пограничный слой, следуя за этим течением, образует вихри, вращающиеся в противоположные стороны (рисунок слева).
В заключение следует отметить, что все выводы вышеприведенного анализа будут справедливыми не только для жидкостей, но и газов. Это означает, что подобному рассмотрению можно подвергнуть и вопросы оптимального построения формы автомобильного кузова с точки зрения аэродинамического обтекания. Практически, в первую очередь, – это достижение максимума скорости и экономичности современного автомобиля.
