ОТРЫВНО́Е ТЕЧЕ́НИЕ

Рис. 1. Схема линий тока в области отрыва потока за круговым цилиндром.

Рис. 2. Фотография обтекания крыла с образованием отрывного течения с вихревым слоем.

ОТРЫВНО́Е ТЕЧЕ́НИЕ, те­че­ние вяз­кой жид­ко­сти (га­за), при ко­то­ром по­ток, сле­дую­щий вдоль твёр­дой по­верх­но­сти, от­ры­ва­ет­ся от неё. При об­те­ка­нии глад­ких тел (и боль­ших чис­лах Рей­нольд­са) по­гра­нич­ный слой по­то­ка, не­по­сред­ст­вен­но при­ле­гаю­щий к об­те­кае­мо­му те­лу, за­тор­ма­жи­ва­ет­ся силь­нее, чем слои, уда­лён­ные от те­ла. Это при­во­дит к умень­ше­нию до ну­ля ка­са­тель­но­го тре­ния на об­те­кае­мой по­верх­но­сти, от­ры­ву по­то­ка от неё и об­ра­зо­ва­нию за ли­ни­ей от­ры­ва воз­врат­но­го те­че­ния (рис. 1). С «под­вет­рен­ной» сто­ро­ны те­ла про­ис­хо­дит сме­ше­ние на­бе­гаю­ще­го по­то­ка и воз­врат­но­го те­че­ния. При на­ли­чии не­ров­но­стей на по­верх­но­сти об­те­кае­мо­го те­ла от­рыв по­то­ка мо­жет воз­ни­кать пе­ред ус­ту­пом и по­сле не­го, над вы­ем­кой и т. п. Для глад­кой по­верх­но­сти раз­ли­ча­ют О. т., в ко­то­рых про­ис­хо­дит или не про­ис­хо­дит по­сле­дую­щее при­сое­ди­не­ние ото­рвав­ше­го­ся по­то­ка к по­верх­но­сти. При дос­та­точ­но боль­ших чис­лах Рей­нольд­са ге­не­ри­ру­ет­ся вих­ре­вой слой (рис. 2). В тур­бу­лент­ном по­гра­нич­ном слое пе­ре­ме­ши­ва­ние уве­ли­чи­ва­ет ско­рость по­то­ка вбли­зи стен­ки, по­это­му при про­чих рав­ных ус­ло­ви­ях тур­бу­лент­ный по­гра­нич­ный слой от­ры­ва­ет­ся ни­же по по­то­ку, чем ла­ми­нар­ный.

От­рыв по­то­ка в не­ко­то­рых слу­ча­ях при­во­дит к вред­ным по­след­ст­ви­ям: уве­ли­че­нию со­про­тив­ле­ния дви­же­нию, умень­ше­нию не­су­щей спо­соб­но­сти и ухуд­ше­нию управ­ляе­мо­сти ле­та­тель­ных ап­па­ра­тов, над­вод­ных и под­вод­ных су­дов, воз­рас­та­нию те­п­ло­вых по­то­ков в об­лас­ти при­сое­ди­не­ния к те­лу ото­рвав­ших­ся струй. Для реа­ли­за­ции без­от­рыв­но­го об­те­ка­ния те­ла (напр., кры­ла) не­об­хо­ди­мо вы­пол­не­ние дос­та­точ­но жё­ст­ких ус­ло­вий (ма­лые чис­ла Рей­нольд­са, тон­кие про­фи­ли, ма­лые уг­лы ата­ки, от­сут­ст­вие вы­сту­паю­щих то­чек у об­те­кае­мо­го кон­ту­ра и др.). На прак­ти­ке эти ус­ло­вия труд­но вы­пол­ни­мы, и при об­те­ка­нии, как пра­ви­ло, воз­ни­ка­ют О. т. В ря­де слу­ча­ев управ­ляе­мый от­рыв те­че­ния мо­жет быть ис­поль­зо­ван для соз­да­ния тре­буе­мых аэ­ро­ди­на­мич. сил и мо­мен­тов, обес­пе­че­ния нуж­но­го ре­жи­ма те­п­ло­пе­ре­да­чи и улуч­ше­ния аэ­ро­ди­на­мич. ха­рак­те­ри­стик ле­та­тель­ных ап­па­ра­тов.

О. т. ши­ро­ко рас­про­стра­не­ны в тех­ни­ке, по­это­му их ис­сле­до­ва­ние име­ет боль­шое прак­тич. зна­че­ние. Про­бле­ма оп­ре­де­ле­ния ли­нии от­ры­ва по­то­ка от по­верх­но­сти об­те­кае­мо­го те­ла и изу­че­ния слож­но­го те­че­ния, об­ра­зую­ще­го­ся у зад­ней кром­ки те­ла, при­над­ле­жит к чис­лу фун­да­мен­таль­ных и наи­бо­лее труд­но под­даю­щих­ся ана­ли­зу про­блем тео­ре­тич. гид­ро­ди­на­ми­ки. Дос­та­точ­но под­роб­но раз­ра­бо­та­на кон­цеп­ция О. т. для пло­ских и осе­сим­мет­рич­ных те­че­ний при транс­зву­ко­вых, сверх­зву­ко­вых и ги­пер­зву­ко­вых ско­ро­стях. Ме­нее раз­ра­бо­та­на тео­рия не­ста­цио­нар­но­го и про­стран­ст­вен­но­го от­ры­ва. По­яв­ле­ние эф­фек­тив­ных чис­лен­ных ме­то­дов и су­пер­ком­пь­ю­те­ров по­зво­ли­ло про­во­дить рас­чёт все­го по­ля те­че­ния око­ло тел ре­аль­ной кон­фи­гу­ра­ции в рам­ках ре­ше­ния пол­ных урав­не­ний На­вье – Сто­кса или Рей­нольд­са (для тур­бу­лент­ных ре­жи­мов об­те­ка­ния) с учё­том всех воз­ни­каю­щих от­ры­вов, а так­же рас­чёт те­че­ния в дон­ной об­лас­ти, ближ­нем и даль­нем сле­де за те­лом.