Неблагоприятный градиент давления

В гидродинамике неблагоприятный градиент давления — это градиент давления , при котором статическое давление увеличивается в направлении потока. Математически это выражается как dP / dx > 0 для потока в положительном направлении x .

Это важно для пограничных слоев . Увеличение давления жидкости сродни увеличению потенциальной энергии жидкости, что приводит к уменьшению кинетической энергии и замедлению жидкости. Поскольку жидкость во внутренней части пограничного слоя движется медленнее, на нее сильнее влияет возрастающий градиент давления. При достаточно большом увеличении давления эта жидкость может замедлиться до нулевой скорости или даже развернуться, что приведет к отрыву потока . Это имеет очень важные последствия для аэродинамики, поскольку отрыв потока существенно изменяет распределение давления вдоль поверхности и, следовательно, характеристики подъемной силы и сопротивления .

Турбулентные пограничные слои, как правило, способны выдерживать неблагоприятный градиент давления лучше, чем эквивалентный ламинарный пограничный слой. Более эффективное перемешивание, происходящее в турбулентном пограничном слое, переносит кинетическую энергию от края пограничного слоя к малоимпульсному потоку у поверхности твердого тела, часто предотвращая отрыв, который произошел бы в ламинарном пограничном слое в тех же условиях. Этот физический факт привел к появлению множества схем создания турбулентных пограничных слоев, когда разделение пограничного слоя преобладает при высоких числах Рейнольдса ; Ямочки на мяче для гольфа , пушок на теннисном мяче или швы на бейсбольном мяче — хорошие примеры. Крылья самолетов часто оснащаются генераторами вихрей на верхней поверхности для создания турбулентного пограничного слоя.

См. также

• Разделение потока

Ссылки

• Эрнст Р.Г. Эккерт и Роберт М. Дрейк младший (1959) Тепло- и массоперенос , McGraw-Hill .
• Герман Шлихтинг (1960) Теория пограничного слоя , McGraw-Hill.