Для определения области чисел Rе, где влияние степени турбулент-
ности на значения
С
х
и
С
у
проявляется наиболее сильно, рассмотрим
общую картину изменения сопротивления в зависимости от числа Re
b
и относительной толщины
2
R
м
/b
. В поведении зависимости
С
х
(
Re
b
)
можно выделить несколько наиболее выраженных фаз [2].
В области чисел Re
b
6
1
,
05
∙
10
7
обтекание ламинарное с ламинар-
ным отрывом. Значение
С
х
может быть определено по эмпирической
формуле
С
х
= 2
С
f
(1 + (2
R
м
/b
)) + (2
R
м
/b
)
3
.
(7)
Сопротивление трения
С
f
намного меньше сопротивления давления
С
хр
, и поэтому с увеличением
2
R
м
/b
коэффициент полного сопроти-
вления
С
х
все меньше и меньше зависит от числа Re
b
.
При числах Re
b
≈
(1
,
8
. . .
2
,
1)
∙
10
7
происходит уменьшение со-
противления тела вращения, что обусловлено наступлением кризиса
обтекания (как и в случае обтекания сферы). По мере движения точ-
ки перехода вверх по потоку оторвавшийся слой вновь прилипает к
поверхности профиля, причем область перехода ламинарной формы
течения в турбулентную подходит ближе и ближе к точке отрыва и в
конечном итоге поглощает ее. Поскольку турбулентный пограничный
слой более устойчив к отрыву, точка отрыва смещается при этом по
поверхности профиля вниз по потоку, резко уменьшая полное сопро-
тивление.
Далее, с ростом числа Рейнольдса, следует переходная область чи-
сел Re
b
( Re
b
= (3
. . .
5
,
8)
∙
10
7
)
, которая соответствует смещению точки
перехода по направлению к носку затупленного конуса. При этом ко-
эффициент сопротивления возрастает, поскольку все б ´oльшая часть
поверхности профиля занимается турбулентным пограничным слоем,
при котором коэффициент поверхностного трения существенно боль-
ше, чем при ламинарном слое.
При числах Re
b
>
5
∙
10
7
наступает устойчивая область обтекания
затупленного конуса с изломами образующей, когда практически весь
пограничный слой становится турбулентным. В этой области коэф-
фициент полного сопротивления профиля изменяется пропорциональ-
но коэффициенту поверхностного трения турбулентного пограничного
слоя. При высокой степени турбулентности набегающего потока или
сильной искусственной турбулизации пограничного слоя на обтекае-
мой поверхности часть промежуточных фаз может отсутствовать. Из
сказанного следует, что степень турбулентности потока может оказы-
вать наибольшее влияние на характер изменения коэффициента сопро-
тивления в тех областях чисел Rе, где возникает кризис обтекания, а
также в переходной области чисел Rе. Таким образом, основное вни-
мание должно быть уделено изучению переходной области чисел Rе,
для которой характерно существование на поверхности обтекаемого
28 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 2
