Обтекание профиля и решетки профилей потоком вязкого газа
При обтекании профиля вязким газом вблизи его поверхности образуются пограничные слои, которые, утолщаясь от передней критической точки до задней кромки сливаются, и образуют зону кромочного следа – область заторможенного и завихренного газа (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Пограничный слой на профиле и кромочный след
Наличие пограничного слоя приводит к тому, что вектор главной аэродинамической силы отклоняется от направления перпендикулярного скорости набегающего потока из-за возникновения силы лобового сопротивления RW. Сила лобового сопротивления имеет две составляющие: силу сопротивления давлению R′W и силу сопротивления трению R′′W (рис. 4.9):
Сила сопротивления давлению возникает потому, что пограничный слой, утолщаясь к задней кромке профиля, приводит к вытеснению потока от поверхности профиля, в результате чего скорость вблизи задней кромки растет, а давление снижается (W 2> W 1; Р 2< Р 1). Из-за этого вектор главной аэродинамической силы отклоняется в сторону меньшего давления, т.е. появляется составляющая R′W
где dS – элемент поверхности профиля. Сила сопротивления трению определяется через касательные напряжения трения на поверхности профиля
где
Рис. 4.9. К определению силы сопротивления давлению
|
.
,
,
– касательные напряжения трения, μ; – коэффициент динамической вязкости, Па·с.
