Гидродинамика Эйлера и Навье-Стокса

Уравнение Бернулли позволяет объяснить очень много интересных гидродинамических явлений, но
гораздо больше явлений, происходящих в движущихся жидкостях и газах, с его помощью объяснить
нельзя. Используя это уравнение, можно прийти к парадоксальным результатам, которые невозможны в природе. В частности, получается, [...]

Сверхзвуковая скорость и ударные волны

Скорость звука в воздухе при нормальных условиях равна примерно 330 м/с. Звук — это относительно малые возмущения плотности воздуха. Чтобы разобраться в данном явлении, удобно воспользоваться аналогией звуковых волн и волн на поверхности воды. Если бросить камешек в воду, от места падения кругами разбегутся волны. Движение в воздухе вызывает похожие волны, только они невидимы. Но [...]

Аэродинамический эффект и критерии подобия

В 60-х гг. XX в., когда начали активно развиваться вычислительная техника и методы вычислений,
было высказано мнение, что вскоре необходимость в эксперименте для механики сплошной среды
отпадёт — всё можно будет рассчитать на компьютере. Однако, несмотря на значительные успехи в
развитии вычислительной техники, отказываться от эксперимента ни сейчас, ни в обозримом
будущем [...]

Сила Магнуса и подъемная сила крыла

В футболе одним из коварных ударов для вратаря считается так называемый «сухой лист». Похожий
подрезанный удар — «спин» применяют в теннисе и других играх с мячом. При этом ударе мяч в
полёте быстро вращается, и его траектория становится значительно сложнее по сравнению с
траекторией мяча, посланного обычным ударом. Предвидеть, [...]

Устойчивость течений

В 1883 г. Осборн Рейнольде провёл несколько простых, но эффектных опытов, которые прояснили механизм возникновения турбулентности. Они способствовали бурному развитию области гидроаэродинамики, называемой теорией устойчивости течений.
Рейнольде исследовал течение жидкости в длинной прямой трубе с постоянным поперечным сечением и гладкими стенками, куда жидкость попадала из большого бака. Из воронки в трубу вытекала такая же, но окрашенная [...]

Гидравлический удар

С точки зрения гидроаэромеханики жидкости и газы очень схожи между собой. Однако плотность жидкости ко много раз больше плотности газа. Например, плотность воды больше плотности воздуха при нормальных условиях примерно в 800 раз. Поэтому гребные винты морских и речных судов сравнительно меньше пропеллеров самолётов — тяжёлая жидкость «работает» эффективнее, чем лёгкий воздух. По той же [...]

Движение жидкостей и газов

Описать движение газа или жидкости гораздо труднее, чем решить задачи гидростатики, поэтому теория движения жидкостей и газов начала разрабатываться относительно недавно. Хотя гидроаэродинамика основана на трёх хорошо знакомых в механике законах сохранения массы, импульса и энергии, их формулировки здесь выглядят немного сложнее. Например, определение закона сохранения массы обычно выглядит так: масса системы тел остаётся [...]

Воздушные аппараты и подводные лодки

Люди уже в древние времена мечтали научиться летать и передвигаться так же свободно, как птицы и насекомые. Однако, совершая первые шаги в воздухоплавании, человек использовал скорее опыт плавающих существ — рыб и других обитателей моря, нежели летающих.
Важнейшим органом рыбы является плавательный пузырь, который помогает ей держаться на определённой глубине. На рыбу, как и на любое [...]

Равновесие жидкостей и газов

Гидроаэромеханика — довольно сложная наука, и начать знакомство с ней следует с наиболее
простой из её частей — гидростатикой (от греч. «статике» — «учение о равновесии»). Гидростатика
исследует ситуации, когда движение отсутствует или скорость пренебрежимо мала.
Гидростатика как наука была достаточно хорошо известна ещё в античные времена, поскольку она
тесно связана с практической деятельностью людей. Для строительства лодок и [...]

Что изучает гидроаэромеханика

Вода (греч. «хидор») и воздух ( греч. «аэр») играют в нашей жизни очень важную роль. Мы живём на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Поверхность планеты Земля примерно на 2/3 покрыта водой. Свойства воздуха и воды — причина многих природных явлений. Эти свойства используются или по крайней мере учитываются почти во всех технических устройствах. Газ [...]