Движение тел в жидкости или газе

На тело движущееся в жидкости или газе в общем случае действует две динамические силы, то есть силы которые возникают в процессе движения данного тела в жидкости или газе. Причём движение тела в жидкости или газе можно воспринимать как движение масс жидкости или газа относительно тела.

Подъёмная сила возникает в том случае если профиль тела движения в жидкости или газе имеет не симметричную относительно вектора скорости форму. Механизм возникновения подъёмной силы следующий: Благодаря не симметричности формы происходит изменение густоты линий тока в области под телом и над телом. Как видно из рисунка линии тока в области над телом гуще чем под телом, а следовательно скорость тела в области жидкости или газа над телом больше.

V–скорость масс жидкости или газа над телом.

Под телом скорость жидкости или газа уменьшается на ту же величину на которую она увеличилась над телом. Из уравнения Бернулли следует что над телом давыление уменьшается на некоторую величину ΔР/2, а над телом давление увеличивается на ту же величину. Таким образом появляется разность давлений ΔР под телом и над телом. Благодаря этому появляется подъёмная сила N, кроме того данный процесс сопровождается появлением циркуляции вектора скорости по контуру охватывающему контур крыла.

Жуковским была выведена формула определяющая подъёмную силу крыла

Vо – скорость движения тела; ρо – плотность жидкости или газа; L – длинна крыла; Г – циркуляция вектора скорости жидкости или газа по замкнутому контуру L охватывающему профиль крыла.

Механизм возникновения силы лобового сопротивления следующий: Она возникает при движении тела в реальных жидкостях или газах. Слой жидкости прилегающий к телу начинает двигаться вместе с телом и создает трение о соседние слои жидкости (это первая причина возникновения лобового сопротивления). Частица жидкости или газа отрываясь от слоёв прилегающих к телу создает турбулентность (завихрение в области за телом). Благодаря этому возникает разность давлений в области за телом и перед телом. И это приводит к появлению силы лобового сопротивления.

Для того что бы уменьшить силу лобового сопротивления и увеличить подъёмную силу телам необходимо придать оптимальную форму. Вопрос решается как теоретическим путём так и экспериментальным.

Дата добавления: 2013-12-12