ОТРЫВНОЕ ТЕЧЕНИЕ

ОТРЫВНОЕ ТЕЧЕНИЕ, течение, в к-ром поток газа или жидкости, обтекающий тело, отрывается от его поверхности с образованием вихревой зоны. При дозвуковом течении типичным случаем является возникновение О. т. у поверхности тела с образующими криволинейной формы (рис. 1), напр. у профиля крыла,

Рис. 1. Схема образования отрывного течения при обтекании дозвуковым потоком тела с образующими криволинейной формы.

сферы и т. п. Необходимыми условиями возникновения О. т. при этом являются наличие на поверхности тела вязкого пограничного слоя и повышение давления в направлении течения. В пределах толщины пограничного слоя  скорость течения убывает от значения v₀, (скорость внешнего потока) на внешней границе слоя до  = 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 кинетич. 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 значит, утолщению пограничного слоя и отрыву потока от стенки.

Образование областей О. т. существенно влияет на аэродинамич. (или гидродинамич.) характеристики тел. Напр., аэродинамическое сопротивление шара, летящего с дозвуковой скоростью, в основном определяется О. т. на поверхности задней полусферы. Турбулизация ламинарного пограничного слоя уменьшает зону О. т. и в несколько раз уменьшает силу аэродинамического сопротивления шара.

На верхней поверхности крыла самолёта при нек-ром угле атаки также возникает О. т. (рис. 2), область к-рого с увеличением угла атаки возрастает. При этом подъёмная сила крыла сначала перестаёт увеличиваться, а затем начинает уменьшаться.

Рис. 2. а - плавное обтекание крыла; б - обтекание крыла с отрывом потока.

При сверхзвуковых скоростях течения возникают ударные волны, в к-рых давление резко возрастает. В случае, когда ударная волна образуется на поверхности с вязким пограничным слоем, возникает О. т. (рис. 3). При сверхзвуковых течениях образование О. т. существенно влияет не только на аэродинамич. характеристики тела, но и на его тепловой режим.

Рис. 3. Отрывное течение при сверхзвуковом обтекании цилиндра с остриём.

В большинстве случаев возникновение О. т. нежелательно. Для его предотвращения применяют отсос пограничного слоя, вдувание в пограничный слой газа с повышенной кинетич. энергией и уменьшение роста давления в направлении течения путём соответствующего подбора формы поверхности обтекаемого тела. Однако при сверхзвуковых скоростях течения образование О. т. может оказаться и полезным. Напр., игла, помещённая перед затупленным телом (рис. 3), вызывая О. т., способствует уменьшению аэродинамич. сопротивления.

Лит.: Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 3 изд., М., 1970; Ч ж е н П., Отрывные течения, пер. с англ., т. 1, М., 1972. М. Я. Юделович.