Точка застоя

Когда скорость жидкости равна нулю

Фотография, показывающая точку застоя и прикрепленный вихрь в месте соединения корня крыла без обтекателя с фюзеляжем на планере Schempp-Hirth Janus C.

В гидродинамике критическая точка — это точка в поле потока, где локальная скорость жидкости равна нулю. ^{[1] : § 3.2.} Многочисленные, хотя и неожиданные, примеры таких точек, по-видимому, появляются во всех случаях гидродинамики, кроме самых крайних, в форме « условия прилипания »; предположение о том, что любая часть поля течения, лежащая вдоль некоторой границы, состоит только из застойных точек (вопрос о том, отражает ли это предположение реальность или является просто математическим удобством, был постоянным предметом дискуссий с момента первого установления этого принципа). Уравнение Бернулли показывает, что статическое давление является самым высоким, когда скорость равна нулю, и, следовательно, статическое давление достигает максимального значения в точках застоя: в этом случае статическое давление равно давлению застоя . ^{[2] [1] : § 3.5}

Уравнение Бернулли, применимое к несжимаемому потоку, показывает, что давление торможения равно динамическому давлению плюс статическом давлению. Полное давление также равно динамическому давлению плюс статическом давлению, поэтому в несжимаемых потоках давление торможения равно полному давлению. ^{[1] : § 3.5} (В сжимаемых потоках давление торможения также равно полному давлению при условии, что жидкость, попадающая в точку торможения, останавливается изэнтропически .) ^{[1] : § 3.12}

Коэффициент давления

Эту информацию можно использовать, чтобы показать, что коэффициент давления в критической точке равен единице (положительный): ^{[1] : § 3.6.} ${\displaystyle C_{p}}$

${\displaystyle C_{p}={p-p_{\infty } \over q_{\infty }}}$

где:

${\displaystyle C_{p}}$коэффициент давления

${\displaystyle p}$статическое давление в точке, в которой оценивается коэффициент давления

${\displaystyle p_{\infty }}$статическое давление в удаленных от тела точках ( статическое давление набегающего потока )

${\displaystyle q_{\infty }}$динамическое давление в удаленных от тела точках (динамическое давление набегающего потока)

Давление застоя минус статическое давление набегающего потока равно динамическому давлению набегающего потока; поэтому коэффициент давления в застойных точках равен +1. ^{[1] : § 3.6} ${\displaystyle C_{p}}$

Состояние Кутты

На обтекаемом теле, полностью погруженном в потенциальный поток , имеются две критические точки — одна возле передней кромки, другая — возле задней кромки. На теле с острой точкой , например на задней кромке крыла , условие Кутты указывает, что в этой точке находится критическая точка. ^[3] Линия тока в критической точке перпендикулярна поверхности тела.

Смотрите также

• Поток точки застоя

Примечания

1. Clancy, LJ (1975), Аэродинамика , Pitman Publishing Limited, Лондон. ISBN  0-273-01120-0
2. Фокс, RW; Макдональд, AT (2003). Введение в механику жидкости (4-е изд.). Уайли. ISBN 0-471-20231-2.
3. Андерсон, Джон Д. (1984) Основы аэродинамики , раздел 4.5 McGraw-Hill Inc. ISBN 0-07-001656-9