ЖУКО́ВСКОГО ТЕОРЕ́МА
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ЖУКО́ВСКОГО ТЕОРЕ́МА, теорема о подъёмной силе, действующей на тело в плоскопараллельном потоке жидкости или газа. Сформулирована Н. Е. Жуковским в 1904. Ж. т. утверждает: если установившийся плоскопараллельный потенциальный поток (см. Потенциальное течение) идеальной несжимаемой жидкости (при отсутствии массовых сил) безотрывно обтекает бесконечно длинный цилиндр заданного профиля перпендикулярно его образующей, то на участок цилиндра, имеющий длину вдоль образующей, равную единице, действует подъёмная сила $Y$, равная произведению плотности $ρ$ среды на скорость $v$ потока на бесконечности и на циркуляцию $Γ$ скорости по любому замкнутому контуру, охватывающему обтекаемый цилиндр, т. е. $Y = ρvΓ$. Направление подъёмной силы можно получить, если направление вектора скорости на бесконечности повернуть на прямой угол против направления циркуляции. Ж. т. находится в соответствии с Эйлера – Д’Аламбера парадоксом об отсутствии силы сопротивления тела, обтекаемого идеальной жидкостью.
Физически возникновение циркуляции связано с наличием вязкости и образованием вихрей при обтекании тел реальной жидкостью. Подъёмная сила $Y$ эквивалентна действию набегающего потока на т. н. присоединённый вихрь, интенсивность которого равна циркуляции $Γ$ по замкнутому контуру, окружающему обтекаемый профиль. Величина $Γ$ может быть найдена на основании постулата Чаплыгина – Жуковского, согласно которому скорость потока на острой задней кромке цилиндра конечна. Ж. т. справедлива также при дозвуковом обтекании профиля сжимаемой жидкостью (газом).
Ж. т. легла в основу теории крыла и гребного винта. С помощью Ж. т. могут быть вычислены подъёмная сила крыла конечного размаха, тяга гребного винта, сила давления на лопатку турбины или компрессора и др.