Читать онлайн «Большая Советская Энциклопедия (ГИ)». Страница 28

  Решающее значение для всего дальнейшего развития науки о движении реальных жидкостей и газов, обладающих вязкостью и способных переносить тепло, имеет уравнение пограничного слоя, выведенное впервые немецким учёным Л. Прандтлем (1904). Согласно гипотезе Прандтля, всё действие вязкости сказывается лишь в тонком слое жидкости или газа, примыкающем к обтекаемой поверхности, поэтому вне этого слоя течение реальной вязкой жидкости ничем не отличается от движения идеальной (невязкой) жидкости. Т. о., задача о движении вязкой жидкости или газа разделяется на две: исследование течения идеальной жидкости вне пограничного слоя и исследование течения вязкой жидкости внутри пограничного слоя.

  Во 2-й половине 19 в. начало развиваться и др. направление Г. — исследование течений сжимаемой сплошной среды. Почти все жидкости практически несжимаемы, поэтому в процессе движения их плотность остаётся неизменной. Газы, наоборот, очень легко изменяют свой объём, а следовательно и плотность под действием сил давления или при изменении температуры. Раздел Г., в котором изучается движение сжимаемых сплошных сред, называется газовой динамикой. Запросы авиационной (в 1-й четверти 20 в.) и ракетной (во 2-й четверти 20 в.) техники стимулировали развитие аэродинамики и газовой динамики.

  Создание ракет и ракетных двигателей на жидком и твёрдом топливе сложного химического состава, наступление эры космических полётов в атмосфере Земли и др. планет, увеличение скоростей атомных подводных лодок — носителей ракетно-ядерного оружия, создание мировой службы погоды с использованием искусственных спутников Земли, синтез различных естественных наук и др. элементы технического и научного прогресса 20 в. существенно повысили роль Г. в жизни человечества. Современная Г. — разветвленная наука, состоящая из многих разделов, тесно связанная с др. науками, прежде всего с математикой, физикой и химией. Движение и равновесие несжимаемых жидкостей изучает гидромеханика, движение газов и их смесей, в том числе воздуха, — газовая динамика и аэродинамика. Разделами Г. являются теория фильтрации и теория волнового движения жидкости. Технические приложения Г. изучаются в гидравлике и прикладной газовой динамике, а приложения законов Г. к изучению климата и погоды исследуются в динамической метеорологии. Методами Г. решаются разнообразные технические задачи авиации, артиллерийской и ракетной техники, теории корабля и энергомашиностроения, при создании химических аппаратов и при изучении биологических процессов (например, кровообращения), в гидротехническом строительстве, в теории горения, в метеорологии и т.п.

  Первая основная задача Г. состоит в определении сил, действующих на движущиеся в жидкости или газе тела и их элементы, и определении наивыгоднейшей формы тел. Знание этих сил даёт возможность найти потребную мощность двигателей, приводящих тело в движение, и траектории движения тел. Вторая задача — профилирование (определение наивыгоднейшей формы) каналов различных газовых и жидкостных машин: реактивных двигателей самолётов и ракет, газовых, водяных и паровых турбин электростанций, центробежных и осевых компрессоров и насосов и др. Третья задача — определение параметров газа или жидкости вблизи поверхности твёрдых тел для учёта силового, теплового и физико-химического воздействия на них со стороны потока газа или жидкости. Эта задача относится как к обтеканию тел жидкостью или газом, так и к течению жидкостей и газов внутри каналов разной формы. Четвёртая задача — исследование движения воздуха в атмосфере и воды в морях и океанах, которое производится в геофизике (метеорология, физика моря) с помощью методов и уравнений Г. К ней примыкают задачи о распространении ударных и взрывных волн и струй реактивных двигателей в воздухе и воде.

  Решение практических задач Г. в различных отраслях техники производится как экспериментальными, так и теоретическими методами. Современная техника приходит к таким параметрам течения газа или жидкости, при которых часто невозможно создать условия для полного экспериментального исследования течения на моделях. Тогда в эксперименте производится частичное моделирование, т. е. исследуются отдельные физические явления в движущемся газе или жидкости, имеющие место в действительном течении; определяется физическая модель течения и находятся необходимые экспериментальные зависимости между характерными параметрами. Теоретические методы, основаны на точных или приближённых уравнениях, описывающих течение, позволяют объединить, используя данные эксперимента, все существенные физические явления в движущемся газе или жидкости и найти параметры течения с учётом этих явлений для данной конкретной задачи. Высокое совершенство теоретических методов стало возможным с появлением быстродействующих ЭВМ. Применение ЭВМ для решения задач Г. изменило и методы решения. При пользовании ЭВМ решение производится часто прямым интегрированием исходной системы уравнений, описывающей движение жидкости или газа и все физические процессы, сопровождающие это движение. Прогресс теоретических методов Г. и развитие ЭВМ позволяют решать всё более сложные задачи.

  Теоретические и экспериментальные исследования в области Г. сосредоточены в крупных институтах и научных центрах. Развитию Г. в СССР способствовало создание в 1918 в Москве Центрального аэрогидродинамического института, который возглавил гидроаэромеханические исследования применительно к авиации, гидромашиностроению, кораблестроению, промышленной аэродинамике и др.

  Научные исследования по Г. проводятся в МГУ, ЛГУ и др. вузах, а также в многочисленных отраслевых научно-исследовательских институтах различных министерств и ведомств СССР.

  В США основная научно-исследовательская работа по Г. ведётся под руководством Национального комитета по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) в ряде научно-исследовательских центров NASA — им. Маршалла, им. Эймса, им. Льюиса, им. Лэнгли, им. Годдарда, а также в университетах, в лабораториях крупных фирм и в научно-исследовательских центрах военно-воздушных сил и военно-морского флота США. Крупными центрами гидроаэромеханических исследований в Англии являются Королевское общество аэронавтики (RAS), Королевский авиационный центр в Фарнборо (RAE), аэродинамический отдел Национальной физической лаборатории (NPL), Кембриджский и Оксфордский университеты. Во Франции исследования по Г. ведутся под руководством Национального научно-исследовательского центра в лабораториях, расположенных в Модан-Авриё, Шале-Медон и др. В ФРГ эти исследования сосредоточены в Научно-исследовательском авиакосмическом центре в Брауншвейге (DFL), в Экспериментальном авиакосмическом центре в Порц-Ван (DVL) и в Аэродинамическом исследовательском центре в Гёттингене (AVA). Серьёзные исследования в области Г. выполняются в Италии, Японии, Швеции и др. странах.

  Результаты теоретических и экспериментальных исследований по Г. публикуются в многочисленных научных и технических периодических изданиях. Важнейшими из них являются: в СССР — «Доклады АН СССР» (серия Математика, Физика, с 1922), «Известия АН СССР» (серия Механика жидкостей и газов, с 1966), «Прикладная математика и механика» (с 1933), в США — «Journal of the American Institute of Aeronautics and Astronautics» («AIAA Journal», N. Y., с 1963), в переводе на рус. язык — «Ракетная техника и космонавтика» (М., с 1961); «Journal of Applied Mechanics» (N. Y., с 1934), в переводе на рус. язык — «Прикладная механика. Серия Е» (М., с 1961); «Physics of Fluids» (N. Y., с 1958) и др.; в Великобритании — «Journal of the Royal Aeronautical Society» (L., с 1923), «Journal of Fluid Mechanics» (L., с 1956); во Франции — «Compte rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Science» (P., с 1835), «La Recherche aéronautique. Bulletin bimestriel de l'Office national d'études et de recherches aéronautiques» (P., с 1948); в ФРГ — «Zeitschrift für Flugwissenschaften» (Braunschweig, с 1953), в ГДР — «Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik» (В., с 1921).

  Лит.: Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, М., 1970; Прандтль Л., Гидроаэромеханика, М., 1949.

  С. Л. Вишневецкий, Д. А. Мельников.

Гидробиологи'ческое о'бщество Всесоюзное (ВГБО), добровольная научно-общественная организация советских учёных, ведущих работу в области гидробиологии, ихтиологии и смежных отраслей науки и практики. Основано в 1947 при АН СССР. Первым объединением гидробиологов в СССР было Общество исследователей воды и её жизни, созданное в Москве по инициативе советского учёного С. А. Зернова в 1923 и просуществовавшее 10 лет. Основные задачи ВГБО — содействие развитию гидробиологии и ихтиологии, улучшение постановки преподавания этих дисциплин, пропаганда и внедрение в практику новейших достижений, активное привлечение учёных и практиков к разрешению актуальных теоретических и народно-хозяйственных задач. ВГБО организует конференции, доклады, проводит семинары, консультации, конкурсы и т.д., устанавливает связи с зарубежными научными учреждениями и обществами, участвует в работе международных общественных съездов, конгрессов, конференций, симпозиумов. Издаёт научную литературу, тематические сборники. С 1968 ВГБО — член Международной ассоциации по теоретической и прикладной лимнологии. ВГБО объединяет 2300 учёных (1971). Имеет филиалы, отделения и группы в республиках и городах СССР. Деятельностью ВГБО руководит Центральный совет, избираемый на съезде общества 1 раз в 5 лет. Президентом в 1947—70 был Л. А. Зенкевич, с 1971 — Г. Г. Винберг.