Вихревая дорожка

Кармана дорожка, — регулярная, расположенная в определенном порядке система дискретных завихренных элементов жидкости, которая образуется за плоским, плохообтекаемым телом, помещённым в однородный поток со скоростью V, на бесконечности. При малых Рейнольдса числах Re < = 30 обтекание такого тела происходит с образованием стационарной замкнутой срывной зоны в его кормовой части. При увеличении числа Re течение в следе за телом становится нестационарным, неустойчивым. Это приводит к разрушению срывной зоны и отрыву завихренных элементов жидкости (вихрей) поочерёдно то справа, то слева. Вихри увлекаются потоком по течению, и на некотором расстоянии за телом образуются 2 ряда вращающихся в противоположных направлениях вихрей, движущихся со скоростью u < V.

Расстояние между рядами равно h. В каждом ряду вихри расположены на расстоянии l один от другого. В реальных условиях В. Д. Образуется при умеренно малых числах Re (30 < Re < 300) с расположением вихрей в шахматном порядке.Теоретический анализ В. Д. В рамках модели идеальной несжимаемой жидкости был проведён Т. Карманом (1912). Было показано, что В. Д. Устойчива только для вихрей с расположением их в шахматном порядке при выполнении условия h/l = 0,2809. Это условие устойчивости очень близко к экспериментальным данным при обтекании водой кругового цилиндра (h/l = 0,282) и плоской пластины (h/l = 0,306). В рамках схемы обтекания тела с образованием В. Д. Была получена также формула для оценки сопротивления, содержащая две неопределенные постоянные.

Результаты расчётов коэффициент сопротивления по формуле Кармана с постоянными, определёнными по экспериментальным характеристикам В. Д., хорошо согласуются с данными измерений. Круговой цилиндр соответственно 0,91 и 0,90, пластина — 1,61 и 1,44 или 1,56 (в различных экспериментах). Н. Е. Кочин (1939) показал, что и при выполнении условия Кармана В. Д. Всё-таки неустойчива, и, следовательно, это условие характеризует то расположение вихрей, которое обладает наименьшей неустойчивостью по сравнению со всеми другие расположениями вихрей..