Силы, действующие на тело, обтекаемое потоком вязкой среды, определяются равнодействующей сумм напряжений давления и трения, распределенных по его поверхности.
Сопротивление трения обусловлено вязкими напряжениями трения, распределенными на поверхности тела. Величина равнодействующей вязких напряжений трения зависит от режима течения сред в пограничном слое, а также от размеров и качества (степени шероховатости) поверхности. Уменьшение сопротивления трения достигается ламинаризацией течения в пограничном слое у поверхности тела за счет изменения формы тела и устранения причин турбулизации течения в этой области.
Сопротивление формы обусловлено нормальными напряжениями на поверхности тела; связано с явлением отрыва пограничного слоя и образованием вихревого следа за телом, где происходит частичная диссипация механической энергии потока. Величина сопротивления формы определяется геометрией обтекаемых тел.
Для хорошо обтекаемых тел (фюзеляжи самолетов, корпус подводных лодок, пластины, параллельные потоку) сопротивление трения составляет до 90% общего сопротивления. Тела, обтекаемые с отрывом потока, относят к плохо обтекаемым. Примерами таких тел являются шар, цилиндр, пластина, поставленная перпендикулярно набегающему потоку.
Волновое сопротивление обусловлено дополнительными потерями механической энергии потока в скачках уплотнения, возникающих при обтекании тел сверхзвуковыми потоками или в местных сверхзвуковых участках течения у поверхности тела при общем дозвуковом режиме течении.
Пусть Vo — вектор скорости равномерного потока, обтекающего тело. Ориентируем ось x по направлению скорости v0 и представим суммарную силу взаимодействия потока с телом R в виде суммы трех составляющих
предыдущая темаследующая