Механика - Движение вязкой жидкости. Эффект Магнуса

• Обсуждение силы трения в жидкости и газе.  

• Уравнение Бернулли применимо к движению воздуха.  

• Внутренняя энергия газа влияет на течение, в отличие от жидкости.  

• Сила вязкости препятствует движению пластинки.  

• Выражение силы трения: f = -cDv/dz.  

• Градиент скорости и его влияние на течение.  

• Формула Пуазейля для круглой трубы.  

• Описание потока жидкости в трубе.  

• Выделение текущего цилиндра и его движение.  

• Сила трения пропорциональна площади трущихся частей.  

• Напор как разность давлений.  

• Интегрирование для определения скорости в потоке.  

• Закон распределения скорости в трубе.  

• Скорость в центре трубы и её зависимость от радиуса.  

• Годограф скоростей и его параболическая форма.  

• Определение расхода жидкости.  

• Интегрирование для нахождения полного расхода.  

• Формула Пуазейля для расхода.  

• Понятие средней скорости в потоке.  

• Формула для средней скорости.  

• Массовый расход жидкости через трубу.  

• Два типа течения жидкости: потенциальное и вихревое.  

• Вихревое течение и его особенности.  

• Качество течения и его влияние на поток.  

• Рассматривается кинетическая энергия потока за одну секунду.  

• Используется интеграл от нуля до р для расчета.  

• Плотность и объем жидкости учитываются в формуле.  

• Интегрирование от нуля до р с учетом плотности и объема.  

• Полученный интеграл легко берется.  

• Подстановка известных значений приводит к формуле для кинетической энергии.  

• Работа сил трения препятствует движению жидкости.  

• Интеграл разности давлений для расчета работы.  

• Работа сил трения выражается через расход и разность давлений.  

• Ламинарное течение без завихрений выполняется при малых силах трения.  

• Формула Бернули применима при малых силах трения.  

• Условие: отношение кинетической энергии к работе сил трения должно быть много меньше единицы.  

• Введение понятия кинематической вязкости ню.  

• Формула для кинематической вязкости и ее связь с динамической вязкостью.  

• Упрощение формулы для условий ламинарного течения.  

• Теория подобия используется для изучения потоков жидкости.  

• Пример с аэродинамическими испытаниями самолетов.  

• Важность испытаний моделей для создания реальных аппаратов.  

• Рассматриваются различные критерии для оценки качества потока жидкости.  

• Основное внимание уделяется числу Рейнольдса Re.  

• Число Рейнольдса определяется как отношение кинематической энергии потока к работе сил трения.  

• Число Рейнольдса Re равно отношению плотности жидкости к динамической вязкости.  

• Определение числа Рейнольдса нечеткое, так как не определены точные значения.  

• Размерность числа Рейнольдса равна единице.  

• Физика на Физтехе была важным предметом, но сейчас ситуация изменилась.  

• На ФУПМе культивируется неуважение к физике, что неправильно.  

• В прошлом физика была главным предметом на ФУПМе.  

• Число Рейнольдса определено нечетко, но плотность жидкости и вязкость определены четко.  

• Характерный размер в теории подобия может быть радиусом трубы или другим параметром.  

• При числах Рейнольдса меньше тысячи наблюдается ламинарное течение.  

• Формула Стокса описывает силу сопротивления при обтекании шарика жидкостью.  

• Формула справедлива при числах Рейнольдса много меньше единицы.  

• При числах Рейнольдса больше единицы сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости.  

• Течение жидкости бывает потенциальным и вихревым.  

• Потенциальное течение не создает вихрей.  

• Вихревое течение создает вихри в жидкости.  

• Объяснение термина "циркуляция" и его значения.  

• Пример с контуром и скоростью жидкости.  

• Введение понятия "циркуляция вектора скорости".  

• Объяснение, что циркуляция равна нулю при потенциальном движении.  

• Пример с равномерным потоком жидкости.  

• Введение понятия "вихрь" и его связь с циркуляцией.  

• Пример с жидкостью, текущей по контуру.  

• Объяснение, как вычисляется циркуляция для градиента скорости.  

• Вихревое движение вязкой жидкости по трубе.  

• Пример с обтеканием крыла потоком воздуха.  

• Введение понятия "пограничный слой".  

• Объяснение возникновения силы сопротивления и подъемной силы.  

• Описание пограничного слоя и его толщины.  

• Возникновение вихрей в пограничном слое.  

• Влияние градиента скорости на вихри и их срыв.  

• Поэтапное развитие процесса обтекания крыла.  

• Линия разрыва потока и её движение.  

• Влияние градиентов скорости на дальнейшее развитие процесса.  

• После отрыва вихря возникает циркуляция вокруг объекта.  

• В пограничном слое частицы жидкости движутся с разной скоростью.  

• Возникает подъемная сила, когда давление больше там, где скорость меньше.  

• Эффект Магнуса заключается в компенсации момента импульса.  

• При вращении цилиндра в спокойном воздухе возникает циркуляция.  

• Обдувание цилиндра приводит к возникновению вихрей и подъемной силы.  

• Демонстрация вихря с использованием дыма.  

• Вихрь виден как вращающаяся "баранка".  

• Описание потока не может быть математическим.  

• Демонстрация гидродинамического удара с помощью воздушной винтовки.  

• Сосуд с водой лопается при выстреле, что опасно для трубопроводов.  

• Малейшие толчки могут вызвать разрушение труб.  

• Демонстрация крыла в аэродинамической трубе.  

• Изменение угла атаки показывает подъемную силу.  

• Крыло не летает при определенных углах атаки.  

• Демонстрация полета объекта под стол.  

• Закрутка сверху приводит к полету под стол.  

• Эффект Магнуса объясняет траекторию полета.  

• Лекции завершены, благодарность за внимание.