Сопротивление вихреобразования. Что такое вихрь? Вихрь — это
группа частиц жидкости, вращающихся вокруг одной мгновенной оси
с одинаковой угловой скоростью. Ось может быть подвижна и
неподвижна в пространстве.
Вихри образуются на границе смежных слоев воды, текущих с
разными скоростями, например, в пограничном слое. Они могут
возникать при резком изменении направлений течения, на-
блюдающихся у тел, помещенных в потоки жидкости, либо вследствие
рабочих движений пловца; например, в кроле на груди — в момент
перехода рабочего движения ногами в подготовительное, когда резко
меняется направление движения. Вихри образуются на поверхности
руки в момент выполнения ею рабочего движения. Вихри остаются в
следе после проплы-вания спортсмена, они формируются на границе
«воздух—вода» в соответствующих способах плавания.
Образованию вихрей способствует и неправильная форма
человеческого тела, несмотря на благоприятное соотношение
длиннотных и поперечных размеров тела (оно примерно такое же, как
у рыб и морских животных — 6:1). Выступающие части тела, — такие,
как голова, плечи, ягодицы, колени, стопы, — не способствуют
равномерному
обтеканию
потоками
жидкости.
Фактически
вихреобразование начинается уже на уровне головы и линии плеч, но
все-таки отрыв струй жидкости происходит большей частью сзади
движущегося тела.
Ситуация еще более усугубляется, если принять во внимание тот
факт, что положение отдельных частей тела, да и всего тела в целом,
при плавании постоянно меняется.
Согласно закону Бернулли, на поверхности тела, на разных его
участках, изменяется давление. Оно повышается там, где скорость
обтекания снижается, и снижается там, где скорость повышается. При
этом изменяются направления потоков жидкости: они устремляются в
первую очередь в области более низкого давления. Сталкиваясь, они
либо суммируются, либо нивелируют друг друга. Все это
сопровождается огромными диссипациями энергии. Особенно велика
область беспорядочного вихревого движения непосредственно за
телом. Суммарно давление здесь столь понижено, что это заметно
препятствует движению тела пловца в заданном направлении.
Вихреобразование
можно
зафиксировать
киносъемкой
по
пузырькам воздуха, которые увлекаются под воду благодаря
подсасывающему действию вихрей. При этом лучше использовать
повышенную частоту кадров (более 24/с). Вызванные потоки можно
зарегистрировать
с
помощью
индикатора-красителя
—
марганцовокислого калия.
Do'stlaringiz bilan baham: |