Переход ламинарного течения в турбулентное

смена режима движения вязкой жидкости, наблюдаемая в некоторой области пограничного слоя или каналах, следах и т. П., происходящая из-за потери устойчивости ламинарного потока.Впервые П. Л. Т. В т. Исследовал О. Рейнольдс (1883), который установил, что режим движения жидкости (газа) зависит от значения безразмерного параметра, названного позднее Рейнольдса числомRe = uex/v(ue — составляющая вдоль поверхности скорости потока на внешней границе пограничного слоя, x — продольная координата, v — кинематическая вязкость),и переход происходит только при значениях Re, больших некоторого критического значения Re*. В области потока, где Re( < )Re*, случайные возмущения, связанные с влиянием границ потока или неравномерностью самого потока, быстро затухают вниз по течению.

В области, где Re( > )Re*, эти возмущения в движущейся жидкости уже непрерывно нарастают и их развитие в зависимости от Re носит весь сложный характер. Вначале (при Rе (≈) Re* имеет место нестационарное ламинарное течение с незатухающими пульсациями, с потерей устойчивости гидродинамической. При дальнейшем возрастании Re нестационарность течения усиливается и образуется так называемое перемежающееся течение, когда в потоке происходит чередование областей с ламинарными и турбулентными течениями или чередование во времени этих режимов в данном месте потока. Характеристикой этого течения служит коэффициент перемежаемости (γ), представляющий собой относительное время существования турбулентного режима в фиксированном сечении.

При (γ) = 1 реализуется развитое турбулентное течение. Применительно к летательным аппаратам такая смена режимов течения будет наблюдаться в пограничном слое при движении вдоль обтекаемой поверхности, при этом начало области, где Re = Re*, называется точкой потери устойчивости, а конец области, где (γ) = 1, — точкой перехода. На П. Л. Т. В т. Влияет также градиент давления, степень шероховатости поверхности тела, степень турбулентности набегающего потока, сжимаемость потока и его теплообмен с обтекаемой поверхностью и ряд других факторов. Понижение давления вдоль профиля в направлении течения эффективно подавляет возмущения в ламинарном пограничном слое, а повышение давления, наоборот, усиливает возмущения.

Увеличение шероховатости поверхности и степени турбулентности потока смещает точку перехода вверх по потоку, наличие теплообмена на обтекаемой поверхности изменяет положение области перехода. Охлаждение поверхности способствует стабилизации ламинарного течения, нагревание поверхности понижает устойчивость пограничного слоя.Для экспериментального изучения П. Л. Т. В т. В аэродинамических трубах чаще всего применяют пневмометрический метод и метод смачиваемого каолинового покрытия, основанные соответственно на различии профилей скорости интенсивности испарения жидкостей в ламинарном и турбулентном пограничном слоях. В качестве примера на представлена фотография модели крыла летательного аппарата с каолиновым покрытием, полученная во время испытания в аэродинамической трубе.

Темная область на крыле, где не испарилась жидкость, является областью ламинарного течения, светлая — турбулентного. Экспериментальное изучение П. Л. Т. В т. Связано с рядом трудностей, вызванных сильной зависимостью получаемых результатов от условий эксперимента. В частности, пограничный слой, образующийся на стенках рабочей части аэродинамической трубы, генерирует акустические возмущения в поле течения, которые достигают поверхности исследуемой модели и оказывают значительное влияние на явление перехода.П. Л. Т. В т. Играет важную роль в аэродинамике летательного аппарата, так как от соотношения на крыле размеров участков ламинарного и турбулентного течений зависят условия обтекания и отрыва пограничного слоя, а следовательно, аэродинамические характеристики летательного аппарата..