ГИДРОДИНАМИ́ЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕ́НИЕ

ГИДРОДИНАМИ́ЧЕСКОЕ СОПРОТИВ­ЛЕ́НИЕ, со­про­тив­ле­ние дви­же­нию те­ла со сто­ро­ны об­те­каю­щей его жид­ко­сти или со­про­тив­ле­ние дви­же­нию жид­ко­сти, вы­зван­ное влия­ни­ем сте­нок труб, ка­на­лов и т. д. (гид­рав­ли­че­ское со­про­тив­ле­ние). Ха­рак­те­ри­зу­ет­ся си­лой Г. с., ко­то­рая дей­ст­ву­ет в на­прав­ле­нии ско­ро­сти по­то­ка в сис­те­ме ко­ор­ди­нат, свя­зан­ной с те­лом или стен­кой ка­на­ла.

Пер­во­на­чаль­но зна­че­ния си­лы Г. с. оп­ре­де­ля­лись при бук­си­ров­ке тел разл. фор­мы и мо­де­лей су­дов в ка­на­лах, ре­ках или озё­рах. За­тем для по­вы­ше­ния точ­но­сти и стан­дар­ти­за­ции из­ме­ре­ний си­лы Г. с. бы­ли соз­да­ны гид­рав­лич. бас­сей­ны. С по­мо­щью мо­дель­ных экс­пе­ри­мен­тов мож­но про­гно­зи­ро­вать зна­че­ние си­лы Г. с. в уст­рой­ст­вах од­но­тип­ной гео­мет­рии.

В об­щем слу­чае си­ла Г. с. $X$ вы­ра­жает­ся фор­му­лой: $X=C_x\frac{\rho v^2}{2}S $  , где $ρ$ –плот­ность сре­ды, $v$ – ско­рость дви­же­ния те­ла, $S$ – пло­щадь его по­пе­реч­но­го се­че­ния. Ко­эф­фи­ци­ент Г. с. $C_x$ ме­ня­ет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах и за­ви­сит от фор­мы те­ла, его по­ло­же­ния от­но­си­тель­но на­прав­ле­ния дви­же­ния и кри­те­ри­ев по­до­бия (чис­ла Рей­нольд­са и чис­ла Ма­ха). При ла­ми­нар­ном те­че­нии си­ла Г. с. про­пор­цио­наль­на ши­ри­не те­ла, ско­ро­сти его дви­же­ния, плот­но­сти и ки­не­ма­тич. вяз­ко­сти жид­ко­сти. При боль­ших ско­ро­стях, ко­гда об­те­ка­ние тел но­сит тур­бу­лент­ный ха­рак­тер, си­ла Г. c. про­пор­цио­наль­на квад­ра­ту ско­ро­сти дви­же­ния те­ла и пло­ща­ди по­пе­реч­но­го се­че­ния, а так­же плот­но­сти и ки­не­ма­тич. вяз­ко­сти сре­ды.

При пе­ре­ме­ще­нии тел вдоль по­верх­но­стей раз­де­ла жид­ко­стей и га­зов об­разу­ют­ся вол­ны на по­верх­но­сти жид­кости (гра­ви­та­ци­он­ные или ка­пил­ляр­ные), ко­то­рые уно­сят энер­гию и соз­да­ют до­пол­ни­тель­ное Г. с. При воз­ник­но­ве­нии подъ­ём­ной си­лы, свя­зан­ной с цир­ку­ляци­ей те­че­ния, дви­же­ние тел при­во­дит к фор­ми­ро­ва­нию до­пол­нит. ин­дук­тив­ной си­лы Г. с. Со­во­куп­ные си­лы Г. с., дей­ст­вую­щие на те­ла в по­то­ке, слож­ным об­ра­зом за­ви­сят от их раз­ме­ров и ско­ро­сти, тон­ких де­та­лей фор­мы, ори­ен­та­ции в по­то­ке и свойств сре­ды, ко­то­рые мо­гут ме­нять­ся в ок­ре­ст­но­сти пре­пят­ст­вия. Дей­ст­вие не­ста­цио­нар­ных сил Г. с. вы­зы­ва­ет ко­ле­ба­ния тел, соз­даю­щие боль­шие внутр. на­пря­же­ния, что мо­жет при­вес­ти к раз­ру­ше­ни­ям. Со­вер­шен­ст­во­ва­ние тех­нич. уст­ройств, ра­бо­таю­щих в по­то­ках жид­ко­сти и га­за, тре­бу­ет даль­ней­ше­го экс­пе­рим. и тео­ре­тич. изу­че­ния сил Г. с. с учё­том мно­го­об­ра­зия и не­ста­цио­нар­но­сти воз­ни­каю­щих те­че­ний.