| |
расхода жидкости через элементарный объём в предположении, что в потоке
сплошной среды отсутствуют источники или стоки массы. Это уравнение равносильно
утверждению, что в достаточно малой окрестности любой точки течения изменения
плотности вещества и потока массы через эту окрестность равны по численному
значению и противоположны по знаку. Н. у. можно записать в другой форме:
{{формула}}
где D/Dt — так называемая полная, или субстанциональная, производная, и
интерпретировать так: относительные скорости изменения плотности и
элементарного объёма жидкости равны по численному значению и противоположны по
знаку. Для несжимаемой жидкости ({{?}} = const) H. у. принимает наиболее
простой вид: divV = 0. Поле течения, описываемое этим уравнением, называют
трубчатым, или соленоидальным. Н. у. в дифференциальной форме справедливо всюду
за исключением точек, линий или поверхностей, где плотность или скорость терпят
разрыв. В этом случае Н. у. должно использоваться в интегральной форме. Н. у.
замыкает Навье — Стокса уравнения, Эйлера уравнения. См. также Сохранения
законы.
В. А. Башкин.
нервюра (французское nervure, от латинского nervus — жила, сухожилие) —
поперечный элемент силового набора крыла и оперения летательного аппарата.
Выполняет следующие функции: создаёт и сохраняет контур сечения, в частности
препятствует сближению верхних и нижних панелей при изгибе, подвергаясь при
этом сжатию; перераспределяет нагрузку между элементами продольного силового
набора; воспринимает воздушную нагрузку с обшивки, силы внутреннего давления в
баковых отсеках, сосредоточенные усилия с узлов крепления органов управления
и т. п. По конструкции различают нервюры балочные, ферменные, рамные и
комбинированные. Н. могут быть нормальными или усиленными.
Иногда функции Н. выполняют поперечные рёбра панели и стойки, соединяющие
верхние и нижние панели. Н. связываются с элементами продольного набора, узлами
и панелями заклёпочными или болтовыми соединениями, сваркой.
несжимаемая жидкость — модель среды, плотность которой остаётся неизменной при
изменении давления и является её физической характеристикой. Для Н. ж. скорость
распространения малых возмущений (скорость звука) равна бесконечности, поэтому
любое возмущение, вносимое в какую-либо точку потока, мгновенно передаётся
всему полю течения. В реальных жидкостях и газах скорость звука имеет конечное
значение. В стационарном потоке достаточным условием для применения модели Н. ж.
является условие малости скорости движения по сравнению со скоростью звука.
В нестационарном потоке, кроме этого, необходимо, чтобы время, в течение
которого звук, сигнал пройдёт расстояние, равное характерному линейному размеру,
было много меньше времени, в течение которого заметно изменяется движение
среды. В силу сказанного модель Н. ж. свойственна многим прикладным задачам
(движение кораблей в воде, полёт самолёта с малыми дозвуковыми скоростями, на
режиме взлёта и посадки и т. д.), а её использование значительно упрощает их
решение.
Поле течения идеальной Н. ж. (см. Идеальная жидкость) определяется
неразрывности уравнением и Эйлера уравнениями; энергии уравнение выпадает из
рассмотрения из-за постоянства удельной внутренней энергии среды. Для вязкой Н.
ж. обычно предполагается постоянство коэффициента переноса (см. Переносные
свойства среды); это позволяет сначала проинтегрировать совмещенное уравнение
неразрывности и количества движения уравнение, а затем для найденных полей
скоростей и давлений — уравнение притока теплоты, определяющее поле температуры.
Однако для некоторых Н. ж. зависимость коэффициента переноса от температуры
является очень сильной, поэтому при исследовании их движения эту систему
уравнений необходимо решать совместно.
В. А. Башкин.
нестационарное течение, неустановившееся течение, — течение жидкости или газа,
в точках поля которого (в данной системе координат) газодинамические переменные
изменяются во времени. Степень нестационарности течения характеризуется одним
из подобия критериев — Струхала числом Sh. В уравнения динамики жидкости,
записанные в безразмерном виде, это число входит как коэффициент при частных
производных по времени (значение Sh = 0 соответствует стационарному течению).
В случае Sh < < l зависимость аэродинамических характеристик от времени
является параметрической (см. Квазистационарное течение). Решение задачи
представляется в виде разложений искомых величин в ряды по малому Sh около
стационарных значений. Такой подход обычно применяется в задачах динамики
полёта и в ряде задач аэроупругости (например, реверс). При числах Sh ~ l
течение является существенно нестационарным. Изучение его закономерностей важно
для ряда прикладных задач, например расчёт обтекания несущего винта вертолёта,
высокочастотный флаттер, бафтинг.
Н. т. идеальной несжимаемой жидкости вследствие бесконечной скорости
распространения возмущений мгновенно перестраивается под влиянием изменяющихся
граничных условий, поэтому потенциал скорости в безвихревом течении
удовлетворяет уравнений Лапласа, как и в стационарном течении. Нестационарность
влияет лишь на поле давления, вычисляемое по известному полю скоростей с
помощью интеграла Коши — Лагранжа (см. Гидродинамика).
Расчёт нестационарного обтекания сжимаемым газом более сложен, так как
уравнение для потенциала скорости нелинейно и содержит производные по времени.
В общем случае эта задача решается численными методами. Для многих приложений
нестационарной аэродинамики оказываются достаточными решения, получаемые в
рамках линеаризованной теории течений. В некоторых случаях необходим
совмещенный учёт нестационарности течения и вязкости жидкости, например, при
|
|