Отрывное течение

Определение "Отрывное течение" в Большой Советской Энциклопедии

Обтекание крыла

Отрывное течение, течение, в котором поток газа или жидкости, обтекающий тело, отрывается от его поверхности с образованием вихревой зоны. При дозвуковом течении типичным случаем является возникновение Отрывное течение у поверхности тела с образующими криволинейной формы, например у профиля крыла, сферы и т. п. Необходимыми условиями возникновения Отрывное течение при этом являются наличие на поверхности тела вязкого пограничного слоя и повышение давления в направлении течения. В пределах толщины пограничного слоя d скорость течения убывает от значения n₀ (скорость внешнего потока) на внешней границе слоя до n = 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 кинетическая 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 значительному утолщению пограничного слоя и отрыву потока от стенки.

Отрывное течение

Образование областей Отрывное течение существенно влияет на аэродинамические (или гидродинамические) характеристики тел. Например, аэродинамическое сопротивление шара, летящего с дозвуковой скоростью, в основном определяется Отрывное течение на поверхности задней полусферы. Турбулизация ламинарного пограничного слоя уменьшает зону Отрывное течение и в несколько раз уменьшает силу аэродинамического сопротивления шара.

Отрывное течение. Схема образования

На верхней поверхности крыла самолёта при некотором угле атаки также возникает Отрывное течение, область которого с увеличением угла атаки возрастает. При этом подъемная сила крыла сначала перестаёт увеличиваться, а затем начинает уменьшаться.

При сверхзвуковых скоростях течения возникают ударные волны, в которых давление резко возрастает. В случае, когда ударная волна образуется на поверхности с вязким пограничным слоем, возникает Отрывное течение При сверхзвуковых течениях образование Отрывное течение существенно влияет не только на аэродинамические характеристики тела, но и на его тепловой режим.

В большинстве случаев возникновение Отрывное течение нежелательно. Для его предотвращения применяют отсос пограничного слоя, вдувание в пограничный слой газа с повышенной кинетической энергией и уменьшение роста давления в направлении течения путём соответствующего подбора формы поверхности обтекаемого тела. Однако при сверхзвуковых скоростях течения образование Отрывное течение может оказаться и полезным. Например, игла, помещенная перед затупленным телом, вызывая Отрывное течение, способствует уменьшению аэродинамического сопротивления.
Лит.: Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 3 изд., М., 1970; Чжен П., Отрывные течения, пер. с англ., т. 1, М., 1972.
  М. Я. Юделович.