Cтраница 1
Вытесняющее воздействие пограничного слоя будет при этом сильно изменяться с изменением относительного расстояния от передней затупленной кромки тела. Иными словами, здесь могут одновременно иметь место все режимы взаимодействия от слабого ( вблизи переднего конца тела) до сильного. Задача эта характерна еще и тем, что сильная завихренность потока вне пограничного слоя делает существенным учет вихревого взаимодействия, что значительно осложняет проблему сращивания решений для пограничного слоя и внешнего потока. [1]
Ван-Дайк ( в сб, Hypersonic flow research, 1962) использует с этой целью метод внутренних и внешних асимптотических разложений, позволяющий точно сформулировать условия сращивания функций, описывающих течение в пограничном слое и внешнем невязком потоке. Первым приближением является при этом классическая задача обтекания тела без учета взаимодействия. Второе приближение учитывает вытесняющее воздействие и все вторичные эффекты в пограничном слое. Строго говоря, это приближение исчерпывает ту точность, с которой задача может быть решена на основе уравнений Навье - Стокса, поскольку следующие члены разложений уже имеют порядок величин, учитываемых в уравнениях Барнетта. Тем не менее некоторые численные расчеты указывают на то, что использование более полных уравнений ( включающих ряд таких членов) практически позволяет существенно продвинуться в область режимов, промежуточных между течениями сплошной среды и разреженного газа. Это обстоятельство вызвало в последние годы большой интерес к проблеме решения различных задач на основе уравнений Навье - Стокса или их упрощенных аналогов. [2]
В безотрывных течениях около тел при больших числах Рейнольде и умеренных числах Маха вязкость и теплопроводность газа обычно играют существенную роль лишь в узких областях ударных волн и пограничного слоя, оставляя поле течения вне этих зон практически невязким и не подверженным их влиянию. Это дает возможность разделить задачу обтекания тел на две самостоятельные части: определение внешнего поля течения на основе уравнений движения невязкого газа и расчет течения в пограничном слое с известным продольным градиентом давления. Однако-такая картина течения может перестать соответствовать действительности. Это прежде-всего связано с тем, что оба эти эффекта приводят к возрастанию толщины пограничного слоя: в первом случае из-за увеличения относительной роли сил трения, во втором случае из-за интенсивного роста температур и уменьшения плотности газа в пограничном слое. В результате этого-возрастает вытесняющее воздействие пограничного слоя на внешний поток, а на поверхности тела реализуется новое распределение давления, которое в свою очередь оказывает влияние на течение внутри пограничного слоя. Описанное явление обычно называется взаимодействием пограничного-слоя с внешним невязким потоком. [3]