Механика жидкости и газа - Лойцянский Л.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Не следует забывать, что еще в недалеком прошлом шла дискуссия по вопросу о том, равняется ли нулю скорость реальной жидкости на поверхности обтекаемого ею тела или нет. Жуковский и Прандтль первые решительно встали на точку зрения прилипания жидкости к стенке; правильность этого воззрения, лежащего в основе теории пограничного слоя, в дальнейшем была подтверждена многочисленными опытами. Работы советских ученых в области теории ламинарного и турбулентного пограничного слоя, а также по общей теории турбулентности представляют исключительный интерес; работы Л. Е. Калих-мана, Л. Г. Лойцянского, А. П. Мельникова и К. К. Федяевского по плоскому и пространственному, ламинарному и турбулентному пограничному слою в несжимаемой жидкости, относящиеся к периоду 1930—-1945 гг., замечательные исследования А. А. Дородницына 1939—1940 гг. по теории пограничного слоя в сжимаемом газе, практические методы расчета турбулентных струй, указанные Г. Н. Абрамовичем, и другие результаты советских ученых оставили далеко "сзади зарубежные исследования в этой области. Все практические расчеты пограничного слоя, необходимые для определения профильного сопротивления крыла и фюзеляжа самолета, сопротивления корпуса корабля, потерь энергии в лопастных аппаратах турбомашин, также расчеты различных струйных механизмов (эжекторов и др.) Дутся у нас в Союзе по методам, принадлежащим советским ученым. 38
ВВЕДЕНИЕ
Современная теория турбулентного движения и ее многочисленные применения в гидравлике труб и каналов, динамической метеорологии, теории взвешивания и осаждения наносов, горения и перемешивания топлива в струях и во многих других практических вопросах техники составили предмет глубоких изысканий советских ученых. Останавливаясь лишь на главнейших принципиальных достижениях, заметим, что после классических работ Рейнольдса наиболее важную роль сыграли замечательные исследования А. А. Фридмана и Л. В. Келлера, выдвинувших в 1924 г. новый статистический метод изучения турбулентного потока. Идеи А. А. Фридмана и Jl, В. Келлера послужили фундаментом для ряда теоретических исследований акад. А. Н. Колмогорова, Л. Г. Лойцянского, М. Д. Миллионщикова, А. М. Обухова и Л. И. Седова.
На этом, по необходимости, заканчивается краткий обзор достижений советской науки в области механики жидкости и газа. Обзор содержит только перечисление наиболее значительных работ наших ученых. Многие из этих результатов еще настолько свежи, что не могут найти себе место в историческом очерке. Но уже и из того материала, который помещен в настоящем обзоре, отчетливо видно, что советская гидроаэродинамика по праву занимает ведущее место в мировой науке.
В настоящем, заключительном, параграфе очерка почти ничего не говорилось об иностранных работах за рассматриваемый период времени. Это объясняется не только краткостью очерка, но и тем замечательным фактом, что в последнее время, за весьма немногими исключениями, все основные проблемы механики жидкости и газа самостоятельно выдвигались и разрешались советскими учеными, поставившими нашу Родину в совершенно независимое положение от зарубежной науки. ГЛАВА 1
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПОЛЯ.
КИНЕМАТИКА СПЛОШНОЙ СРЕДЫ
§ 6. Поле физической величины. Скалярное и векторное ПОЛЯ.
Поверхности уровня. Векторные линии и трубки
Совокупность скалярных или векторных величин, заданных в некоторой конечной или бесконечной области так, что каждой точке области соответствует одно определенное значение скаляра или вектора, образует поле скалярной или векторной величины, короче — скалярное или векторное поле. 1 Таковы скалярные поля: температурное поле нагретого тела, поле плотности в неоднородном твердом теле, и векторные поля: силовое поле, например, поле тяготения, поле скоростей во вращающемся твердом теле и др.
Поле называется стационарным, если распределение физических величин в пространстве не изменяется с течением времени. Так, например, поле скоростей в равномерно вращающемся вокруг неподвижной оси твердом теле будет стационарным; в противном случае поле называется не стационарным.
Если во всех точках пространства, где задано поле физической величины, значения этой величины равны между собою (соответственно в скалярном или векторном смысле), то такое поле называется однородным, в противном случае — не однородным. Скалярное поле плотности в однородном твердом теле однородно. В поступательно движущемся твердом теле векторное поле перемещений так же, как и скоростей или ускорений, — однородно. Само собой разумеется, что однородное поле может быть как стационарным, так и не стационарным.
Аналитически поле некоторой скалярной величины <х> или вектор-ноЧ а задается соответственно скалярной или векторной функцией
В настоящей главе, так же как и в других главах курса, напоминаются необходимые для дальнейшего элементы векторного и тензорного анализа; оыло бы желательно предварительное ознакомление с этими элементами, апример, по прекрасной книге Н. Е. Кочина, Векторное исчисление и начала тензорного исчисления, ОНТИ ГТТИ, 1934 или последующие издания. 40
