Oqim qarshiligi keng ko'lamli muammodir. Avtomobilning yuqori tezlikda yonilg'i sarfi asosan erning ishqalanish qarshiligidan ko'ra havo qarshiligidan kelib chiqadi. Tutunning havoda "to'xtatilishi" mumkin bo'lgan sabab ham oqimga qarshilik bilan bog'liq. Bularning barchasi havo qarshiligining muhimligini ko'rsatadi.
01
Bosimning differentsial qarshiligi va ishqalanish qarshiligi
Kuch nuqtai nazaridan ob'ektning qarshiligi suyuqlikning uning yuzasiga bevosita ta'siridir. Jismning yuzasiga perpendikulyar bo'lgan narsa suyuqlikning bosimi va u tomonidan yaratilgan qarshilik differensial bosim qarshiligi deb ataladi; jismning sirtiga parallel bo'lgan narsa suyuqlikning yopishqoq kesish kuchi va u tomonidan yaratilgan qarshilik ishqalanish qarshiligi deb ataladi. Bu ikki kuchdan boshqa kuch yo'q. Shuning uchun ob'ektning umumiy qarshiligi bosim farqi qarshiligi va ishqalanish qarshiligining natijaviy kuchidir. Bosim farqi qarshiligi ob'ektning shakli bilan chambarchas bog'liq va ishqalanish qarshiligi asosan ob'ektning sirt maydoni bilan bog'liq.
Ba'zi joylarda bosim farqi qarshiligi va ishqalanish qarshiligiga qo'shimcha ravishda, induktsiya qilingan qarshilik, zarba to'lqini qarshiligi va boshqalar mavjud, bu noto'g'ri tushunishdir. Aslida, induktsiya qilingan qarshilik va zarba to'lqinining qarshiligi bosim farqi qarshiligi va ishqalanish qarshiligi (asosan bosim farqi qarshiligi) bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
02
shakl qarshiligi orqa qarshilik
Qadim zamonlardan beri ma'lumki, suyuqlikda harakatlanuvchi jismlar qarshilik ko'rsatadi va qarshilik ob'ektning shakli bilan chambarchas bog'liq. Ammo suyuqliklar mexanikasining dastlabki nazariyasi teskari xulosaga keldi. Eyler va Bernulli suyuqlik harakati qonunlariga asoslanib, agar suyuqlikning yopishqoqligi e'tiborga olinmasa, suyuqlik unda harakatlanayotgan har qanday shakldagi jismlarga qarshilik ko'rsatmaydi.
Qarshilik butunlay yopishqoqlikdan kelib chiqqanga o'xshaydi, ammo havoning yopishqoqligi juda kichik va u tomonidan ishlab chiqarilgan ishqalanish qarshiligi aslida o'lchangan aerodinamik qarshilikdan ancha kichikdir. Bu qarama-qarshilik tarixda "D'Alember paradoksi" nomi bilan mashhur, chunki uni frantsuz matematigi D'Alember taklif qilgan.
Prandtl chegara qatlami nazariyasini ilgari surguniga qadar odamlar oqim qarshiligining mohiyatini haqiqatdan ham anglab etishdi. Bosim farqi qarshiligi aerodinamik qarshilikning asosiy komponenti bo'lib, umumiy ob'ektlar uchun bosim farqi qarshiligi asosan chegara qatlamini ajratish bilan bog'liq.
Qadimgi odamlar (ehtimol, hozir ko'p odamlar shunday deb o'ylaydilar) qandaydir "sog'lom fikr" ga asoslanib, ob'ektning old qismining shakli qarshilik hajmini belgilaydi va old qismi keskinroq bo'lsa, qarshilik kichik bo'ladi, deb ishonishgan. . Chegara qatlami nazariyasi bilan ob'ektning orqa qismining shaklini aniqlash muhimroqdir. Chunki ob'ektning orqa qismining shakli chegara qatlamining qayerda ajralishini va shu bilan ob'ekt yuzasida bosim taqsimotini aniqlaydi.
Oddiy baliqlar va qushlar yumaloq boshlari va dumlari uchli nisbatan mukammal tekislangan tanadir.
03
Shakl qarshiligi Old qarshilik
Ob'ektning orqa qismining shakli tortishish miqdori uchun hal qiluvchi bo'lsa-da, old qismining shakli ham muhimdir. Misol uchun, agar ob'ektning old tomoni kvadrat bo'lsa, suyuqlik o'tkir burchaklarda erta ajralib chiqadi va orqa tomonning ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilgan shakli o'z ma'nosini yo'qotadi. Hozirda avtomagistralda ishlaydigan yuk mashinalari uchun erishilgan shaklni optimallashtirish asosan old qismga to'plangan va orqa qism konteyner shakli bilan cheklangan, shuning uchun kamroq ish bajarilgan. Transonik tezlikda harakatlanadigan ob'ektlar uchun zarba to'lqini qo'shimcha qarshilik hosil qiladi, shuning uchun old qism juda o'tkir shaklda ishlab chiqilgan, shuning uchun zarba to'lqinining konus burchagi qarshilikni kamaytirish uchun kichikroq bo'ladi.
04
Shok to'lqiniga qarshilik
Kiruvchi oqim tezligi tovush tezligiga yaqinlashganda yoki undan oshib ketganda, zarba to'lqinlari hosil bo'ladi, bu esa qo'shimcha zarba to'lqinlariga qarshilik ko'rsatadi. Aslini olganda, zarba to'lqinlarining qarshiligi ham bosim farqi qarshiligining bir turi bo'lib, u zarba to'lqinlarining mavjudligi sababli ob'ektning orqa yarmida bosimning etarli darajada tiklanmasligidan kelib chiqadi. Viskoz yo'qotishni e'tiborsiz qoldirib, zarba to'lqini bo'lmaganda, ob'ektning ikkinchi yarmida havo oqimining sekinlashishi Dp1 bosimining ko'tarilishiga to'g'ri keladi; zarba to'lqini mavjud bo'lganda, havo oqimi zarba to'lqinidan o'tayotganda mexanik energiyaning bir qismini qisman yo'qotadi va bir xil sekinlashuvga mos keladigan Dp2 bosim ko'tarilishi Dp1 dan kichikroq bo'ladi. Shuning uchun, zarba to'lqini mavjud bo'lganda, ob'ektning orqa yarmidagi bosim biroz pastroq bo'ladi, bu zarba to'lqinining qarshiligining manbai hisoblanadi. Ob'ektning old chetini keskin qilish zarba konusining burchagini kamaytirishi mumkin, shu bilan zarba to'lqinidan kelib chiqadigan yo'qotishlarni kamaytiradi, shuningdek zarba to'lqinining qarshiligini kamaytiradi. Kema suv yuzasida harakatlanayotganda, u sirt to'lqinlarini hosil qiladi va to'lqin qarshiligiga ham ega bo'ladi, shuning uchun suv ostida sayohat qilayotgan suv osti kemasi yumaloq bo'lishi kerak.
Zarba to'lqinining qarshiligini tushuntirish uchun energiya yo'qotilishidan foydalanish to'g'ridan-to'g'ri etarli emas. Axir, ob'ekt yuzasidagi bosim va yopishqoq kuch qarshilikning kattaligini bevosita belgilaydigan omillardir. Keyinchalik, zarba to'lqinining qarshiligi ob'ektning sirt bosimining o'zgarishi bilan izohlanadi.
05
Shakl va sirt sifatining tortishish kuchiga ta'siri
Qarshilikni kamaytirish suyuqlik mexanikasining abadiy mavzusidir. Oqim chiziqlaridan foydalanish differentsial bosim qarshiligini samarali ravishda kamaytirishi mumkin, asosan, yaxshi mo'ljallangan oqimli tananing yuzasida chegara qatlamini ajratish yo'qligi va shu bilan bosimning differentsial qarshiligini pasaytiradi.
Shakldan tashqari, ob'ektning sirt pürüzlülüğü ham tortishish kuchiga ta'sir qiladi. Odatda, sirt qanchalik silliq bo'lsa, ishqalanish qarshiligi shunchalik kichik bo'ladi, lekin ba'zida ob'ektning yuzasi ataylab qo'pol bo'ladi, shuning uchun chegara qatlami ajralishni inhibe qilish uchun turbulent bo'lib qoladi va shu bilan bosim farqi qarshiligini sezilarli darajada kamaytiradi.
06
Xulosa qiling
Ob'ektning aerodinamik qarshiligini tahlil qilganda, suyuqlik mexanikasining odati uni kuch shakliga ko'ra ajratishdir. Jism yuzasiga vertikal ravishda ta’sir etuvchi bosim ta’sirida yuzaga keladigan qarshilik differensial bosim qarshiligi, jism yuzasiga parallel bo‘lgan ishqalanish kuchidan kelib chiqadigan qarshilik esa ishqalanish qarshiligi deyiladi. Ob'ekt yuzasida bu ikki kuchdan boshqa kuch yo'qligi sababli, har qanday qarshilik bosim farqi qarshiligi yoki ishqalanish qarshiligi yoki ikkalasi hamdir.
Oqimning ajralishidan kelib chiqadigan bosim farqi qarshiligi va zarba to'lqinidan kelib chiqadigan bosim farqi qarshiligi ob'ektlarning aerodinamik qarshiligiga ta'sir qiluvchi eng katta omillardir.
Subsonik past qarshilikli jismlarning boshlari yumaloq va dumlari qirrali, tovushdan tez tezlikka chidamliligi past boʻlgan jismlarning uchlari uchlari uchli.
