Akademik

Ламинарное течение

Ламинарное течение: (от латинского lamina — пластинка, полоска) — вязкой жидкости течение, в котором частицы среды движутся упорядоченно по слоям и процессы переноса массы, импульса и энергии между слоями происходят на молекулярном уровне. Типичным примером Л. т. является обширный класс слоистых течений, в которых все частицы жидкости или газа имеют одно и то же направление движения. Наиболее подробно изучено Л. т. несжимаемой жидкости в трубках неограниченной длины и малого диаметра (впервые экспериментально этот случай изучался нем, учёным Г. Гагеном в 1839 и французским учёным Ж. Пуазёйлем в 1840). В этом случае каждая частица жидкости движется по прямолинейным траекториям, а зависимость скорости v частиц от расстояния r от оси трубы описывается параболическим законом:
v = vмакс(1-r2/а2),
где а — радиус трубы, vмакс — скорость на её оси.
При обтекании тел или при движении жидкости в каналах и трубах Л. т. имеет место лишь при Рейнольдса числах, меньших критического Re* (для описанного выше случая Re*(≈)2200). При Re(≥)Re* Л. т. становится неустойчивым и переходит в турбулентное течение. Л. т. реализуется, например, при движении летательного аппарата на достаточно больших высотах, а с уменьшением высоты полёта область существования Л. т. ограничена некоторой окрестностью передних кромок крыла, оперения, носовой части фюзеляжа и других элементов летательного аппарата.
В общем случае основой для теоретического анализа Л. т. служат Навье — Стокса уравнения. В некоторых частных случаях эти уравнения упрощаются, что позволяет получить аналитические решения задачи. Если движение среды происходит при достаточно больших Re, то Л. т. исследуется с помощью уравнений Л. Прандтля (см. Пограничный слой).