КНУ́ДСЕНА СЛОЙ

КНУ́ДСЕНА СЛОЙ, слой га­за, не­по­сред­ст­вен­но при­мы­каю­щий к по­верх­но­сти об­те­кае­мо­го те­ла. На­зван по име­ни дат. фи­зи­ка М. Кнуд­се­на. К. с. все­гда при­сут­ст­ву­ет у по­верх­но­сти лю­бых об­те­кае­мых тел и име­ет тол­щи­ну по­ряд­ка дли­ны сво­бод­но­го про­бе­га мо­ле­кул. Вбли­зи по­верх­но­сти те­ла про­ис­хо­дит тор­мо­же­ние га­за от­но­си­тель­но те­ла, при­чём в об­щем слу­чае ско­рость и темп-ра га­за у по­верх­но­сти те­ла не рав­ны ско­ро­сти и темп-ре по­верх­но­сти. Те­че­ние га­за в К. с. опи­сы­ва­ет­ся ки­не­тич. урав­не­ни­ем Больц­ма­на. Ре­ше­ния это­го урав­не­ния по­зво­ля­ют оп­ре­де­лить не­ко­то­рые фик­тив­ные зна­че­ния ско­ро­сти и темп-ры га­за у по­верх­но­сти те­ла, ко­то­рые в об­щем слу­чае не рав­ны ни ис­тин­ной ско­ро­сти и темп-ре га­за у по­верх­но­сти те­ла, ни ско­ро­сти и темп-ре са­мой по­верх­но­сти те­ла. Раз­ность ме­ж­ду фик­тив­ной ско­ро­стью и ско­ро­стью те­ла на­зы­ва­ют ско­ро­стью сколь­же­ния, а со­от­вет­ст­вую­щую раз­ность темп-р – скач­ком темп-ры. Эти раз­но­сти, вы­ра­жен­ные в от­но­сит. ве­ли­чи­нах, по по­ряд­ку ве­ли­чи­ны рав­ны Кнуд­се­на чис­лу. Ре­ше­ния На­вье – Сто­кса урав­не­ний, в ко­то­рых фик­тив­ные зна­че­ния ско­ро­сти и темп-ры га­за ис­поль­зо­ва­ны в ка­че­ст­ве гра­нич­ных ус­ло­вий, сов­па­да­ют с ис­тин­ны­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми те­че­ния вне К. с. Это по­зво­ля­ет ис­поль­зо­вать дан­ный под­ход в рас­чё­тах аэ­ро­ди­на­мич. и те­п­ло­вых на­гру­зок, воз­ни­каю­щих при об­те­ка­нии кос­мич. ап­па­ра­тов раз­ре­жен­ным га­зом вы­со­ких сло­ёв ат­мо­сфе­ры. По­то­ки не­раз­ре­жен­но­го (плот­но­го) га­за опи­сы­ва­ют­ся урав­не­ния­ми сплош­ной сре­ды. В этом слу­чае зна­че­ние чис­ла Кнуд­се­на малó, ско­ро­стью сколь­же­ния и скач­ком темп-ры мож­но пре­неб­речь, т. е. счи­тать ско­рость и темп-ру га­за у по­верх­но­сти те­ла рав­ной ско­ро­сти и темп-ре по­верх­но­сти об­те­кае­мо­го те­ла.

При не­ста­цио­нар­ном те­че­нии га­за воз­ни­ка­ет так­же т. н. вре­мен­ной К. с. с вре­мен­ны́м мас­шта­бом ок. 10^–9 с. Рас­чёт ха­рак­те­ри­стик это­го К. с. так­же тре­бу­ет ре­ше­ния урав­не­ния Больц­ма­на.