Qué (quién) es Гидродинамическое сопротивление - definición
СИЛА, ПРЕПЯТСТВУЮЩАЯ ДВИЖЕНИЮ ТЕЛ В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ
Вредное сопротивление; Аэродинамическое сопротивление; Сопротивление аэродинамическое; Коэффициент лобового сопротивления; Сопротивление воздуха; Лобовое сопротивление (аэродинамика); Сила сопротивления; Гидродинамическое сопротивление; Индуктивное сопротивление в аэродинамике; Сила сноса; Сопротивление гидродинамическое
ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
сила, возникающая при движении тела в жидкости или несжимаемом газе, а также при течении жидкости или газа в канале.
Гидродинамическое сопротивление
сопротивление движению тела со стороны обтекающей его жидкости или сопротивление движению жидкости, вызванное влиянием стенок труб, каналов и т.д. При обтекании неподвижного. тела потоком жидкости (газа) или, наоборот, когда тело движется в неподвижной среде, Г. с. представляет собой проекцию главного вектора всех действующих на тело сил на направление движения. Г. с.
где ρ - плотность среды, v - скорость, S - характерная для данного тела площадь. Безразмерный коэффициент Г. с. сх зависит от формы тела, его положения относительно направления движения и чисел подобия (см. Подобия критерии). Силу, с которой жидкость действует на каждый элемент поверхности движущегося тела, можно разложить на нормальную и касательную составляющие, т. е. на силу давления и силу трения. Проекция результирующей всех сил давления на направление движения даёт Г. с. давления, а проекция результирующей всех сил трения на направление движения - Г. с. трения. Тела, у которых сопротивление от сил давления мало по сравнению с сопротивлением от сил трения, считаются хорошо обтекаемыми. Г. с. плохо обтекаемых тел определяется почти полностью сопротивлением давления. При движении тел вблизи поверхности воды образуются волны, в результате чего возникает Волновое сопротивление.
При протекании жидкости по трубам, каналам и т.д. в гидравлике (См. Гидравлика) различают два вида Г. с.: сопротивление по длине, прямо пропорциональное длине участка потока, и местные сопротивления, связанные с изменением структуры потока на коротком участке при обтекании различных препятствий (в виде клапанов, задвижек и др.), а также при внезапном расширении или сужении потока или при изменении направления его течения. В гидравлических расчётах Г. с. оценивается величиной "потерянного" напора hv, представляющего собой ту часть удельной энергии потока, которая необратимо расходуется на работу сил сопротивления.
Значение hv по длине трубы при напорном движении вычисляется по формуле Дарси
где λ - коэффициент сопротивления; l и d - длина и диаметр трубы; v - средняя скорость; g - ускорение свободного падения. Коэфф. λ определяется характером течения. При ламинарном течении (См. Ламинарное течение) он зависит только от Рейнольдса числа (См. Рейнольдса число) Re (линейный закон сопротивления), а при турбулентном течении - ещё и от шероховатости стенок трубы. При очень больших Re (порядка 10 и более) λ зависит только от шероховатости (квадратичный закон сопротивления). Местные Г. с. оцениваются общей формулой hv = ζv2/2g, где ζ, - коэффициент местного сопротивления, различный для разных препятствий; зависит от числа Re.
Числовые значения коэффициента λ и ζ распределяются по формулам, приводимым в справочниках. Определение величины hv для открытых потоков производится также по специальным формулам. Г. с. в открытых потоках и при движении в напорных трубопроводах обусловлены одними и теми же физическим причинами.
Правильное определение величины Г. с. имеет большое значение при проектировании и постройке самых разнообразных сооружений, установок и аппаратов (гидротехнические сооружения, турбинные установки, воздухо- и газоочистительные аппараты, газо-, нефте- и водопроводные магистрали, двигатели, компрессоры, насосы и т.д.).
Лит.: Агроскин И. И., Дмитриев Г. Т. и Пикалов Ф. И., Гидравлика, 4 изд., М. - Л., 1964; Идельчик И. Е., Справочник по гидравлическим сопротивлениям, М. - Л., 1960; Альтшуль А. Д., Гидравлические потери на трение в трубопроводах, М. - Л., 1963.
П. Г. Киселев.
Аэродинамическое сопротивление
лобовое сопротивление, сила, с которой газ (например, воздух) действует на движущееся в нём тело; эта сила направлена всегда в сторону, противоположную скорости, и является одной из составляющих аэродинамической силы. Знание Л. с. необходимо для аэродинамического расчёта летательных аппаратов, т. к. от него зависит, в частности, скорость движения при заданных тяговых характеристиках двигательной установки.
А. с. - результат необратимого перехода части кинетической энергии тела в тепло. Зависит А. с. от формы и размеров тела, ориентации его относительно направления скорости, значения скорости, а также от свойств и состояния среды, в которой происходит движение. В реальных средах имеют место: вязкое трение в пограничном слое (См. Пограничный слой) между поверхностью тела и средой, потери на образование ударных волн при около- и сверхзвуковых скоростях движения (Волновое сопротивление) и на вихреобразование. В зависимости от режима полёта и формы тела будут преобладать те или иные компоненты А. с. Например, для затупленных тел вращения, движущихся с большой сверхзвуковой скоростью, А. с. определяется в основном волновым сопротивлением. У хорошо обтекаемых тел, движущихся с небольшой скоростью, А. с. определяется сопротивлением трения и потерями на вихреобразование.
В аэродинамике А. с. характеризуют безразмерным аэродинамическим коэффициентом (См. Аэродинамические коэффициенты) сопротивления Cx, с помощью которого А. с. Х определяется как
где ρ∞ - плотность невозмущённой среды, v∞ - скорость движения тела относительно этой среды, S - характерная площадь тела. Коэффициент Cx тела заданной формы при известной ориентации его относительно потока зависит от безразмерных подобия критериев (См. Подобия критерии): М-числа (См. М-число), Рейнольдса числа (См. Рейнольдса число) и др. Численные значения Cx обычно определяют экспериментально, измеряя А. с. моделей в аэродинамических трубах (См. Аэродинамическая труба) и других установках, используемых при аэродинамическом эксперименте. Теоретическое определение А. с. возможно лишь для ограниченного класса простейших тел.
Ю. А. Рыжов.
Wikipedia
Лобовое сопротивление
Лобовое сопротивление — сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление складывается из двух типов сил: сил касательного (тангенциального) трения, направленных вдоль поверхности тела, и сил давления, направленных по нормали к поверхности. Сила сопротивления является диссипативной силой и всегда направлена против вектора скорости тела в среде. Наряду с подъёмной силой является составляющей полной аэродинамической силы.
Сила лобового сопротивления обычно представляется в виде суммы двух составляющих: сопротивления при нулевой подъёмной силе и индуктивного сопротивления. Каждая составляющая характеризуется своим собственным безразмерным коэффициентом сопротивления и определённой зависимостью от скорости движения.
Лобовое сопротивление может способствовать как обледенению летательных аппаратов (при низких температурах воздуха), так и вызывать нагревание лобовых поверхностей ЛА при сверхзвуковых скоростях ударной ионизацией.
