Negativ tryckgradient
Inom vätskedynamik är en negativ tryckgradient en tryckgradient där det statiska trycket ökar i flödesriktningen. Matematiskt uttrycks detta som dP / dx > 0 för ett flöde i den positiva x -riktningen.
Detta är viktigt för gränsskikt . Att öka vätsketrycket är besläktat med att öka vätskans potentiella energi , vilket leder till en minskad kinetisk energi och en retardation av vätskan. Eftersom vätskan i den inre delen av gränsskiktet är långsammare, påverkas den i högre grad av den ökande tryckgradienten. För en tillräckligt stor tryckökning kan denna vätska sakta ner till noll hastighet eller till och med bli omvänd och orsaka en flödesseparation . Detta har mycket betydande konsekvenser inom aerodynamiken eftersom flödesseparation avsevärt modifierar tryckfördelningen längs ytan och därmed lyft- och motståndsegenskaperna .
Turbulenta gränsskikt tenderar att kunna upprätthålla en negativ tryckgradient bättre än ett ekvivalent laminärt gränsskikt. Den mer effektiva blandningen som sker i ett turbulent gränsskikt transporterar kinetisk energi från kanten av gränsskiktet till det lågmomentumflödet vid den fasta ytan, vilket ofta förhindrar den separation som skulle uppstå för ett laminärt gränsskikt under samma förhållanden. Detta fysiska faktum har lett till en mängd olika scheman för att faktiskt producera turbulenta gränsskikt när gränsskiktsseparationen är dominerande vid höga Reynolds-tal ; gropar på en golfboll , ludd på en tennisboll eller sömmarna på en baseboll är bra exempel. Flygplansvingar är ofta konstruerade med virvelgeneratorer på den övre ytan för att producera ett turbulent gränsskikt.
Se även
- Ernst RG Eckert & Robert M. Drake Jr. (1959) Värme- och massöverföring , McGraw-Hill .
- Hermann Schlichting (1960) Boundary Layer Theory , McGraw-Hill.