موضوع مقاله: جدایش جریان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جدایش جریان | مقدمه: ارزیابی معقولی از اینکه آیا لایه مرزی آرام یا آشفته خواهد بود را می‌توان با محاسبه عدد رینولدز شرایط جریان محلی انجام داد. | ## بخش 1: جدایش جریان | جدایش در جریانی رخ می‌دهد که در حال کند شدن است، با افزایش فشار، برای مثال پس از عبور از ضخیم‌ترین بخش یک جسم خط جریانی یا عبور از یک گذرگاه در حال گشاد شدن. جریان در خلاف جهت افزایش فشار به عنوان جریان در یک گرادیان فشار نامطلوب شناخته می‌شود. لایه مرزی زمانی جدا می‌شود که به اندازه کافی در یک گرادیان فشار نامطلوب حرکت کرده باشد که سرعت لایه مرزی نسبت به سطح متوقف شده و جهت آن معکوس شود.Anderson, John D. 2011, , Figure 4.46 در آیرودینامیک، جدایش جریان منجر به کاهش برآ و افزایش پسار فشاری می‌شود که ناشی از اختلاف فشار بین سطوح جلو و عقب جسم است. در گذرگاه‌های داخلی، جدایش باعث واماندگی و ارتعاشات در پره‌های ماشین‌آلات و افزایش تلفات (بازدهی پایین‌تر) در ورودی‌ها و کمپرسورها می‌شود. تلاش و تحقیقات زیادی صرف طراحی خطوط سطح آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی و ویژگی‌های افزوده‌ای شده است که جدایش جریان را به تأخیر انداخته و جریان را تا حد امکان چسبیده نگه می‌دارند. نمونه‌ها شامل پرز روی توپ تنیس، گودی‌های روی توپ گلف، آشفتگی‌سازها روی گلایدر که باعث گذار زودهنگام به جریان آشفته می‌شوند؛ و مولدهای گردابه روی هواپیماها هستند. معکوس شدن جریان عمدتاً به دلیل گرادیان فشار نامطلوب تحمیل شده بر لایه مرزی توسط جریان پتانسیل بیرونی ایجاد می‌شود. معادله تکانه در جهت جریان در داخل لایه مرزی تقریباً به صورت زیر بیان می‌شود: که در آن $s,y$ مختصات در جهت جریان و عمود بر آن هستند. اما مقادیر کلی $du_o/ds$ مورد نیاز برای جدایش برای جریان آشفته بسیار بیشتر از جریان آرام است، به طوری که جریان آشفته می‌تواند تقریباً یک مرتبه بزرگی شتاب منفی جریان قوی‌تری را تحمل کند. | ## بخش 2: جدایش جریان | برای یک توزیع نامطلوب $du_o/ds$ معین، مقاومت جدایش یک لایه مرزی آشفته با افزایش عدد رینولدز کمی افزایش می‌یابد. در مقابل، مقاومت جدایش یک لایه مرزی آرام مستقل از عدد رینولدز است — واقعیتی که تا حدودی غیر شهودی است. جدایش به دلیل یک گرادیان فشار نامطلوب که با انبساط جریان مواجه می‌شود، رخ می‌دهد و باعث ایجاد یک منطقه گسترده از جریان جدا شده می‌شود. نقطه‌ای که خط جریان تقسیم‌کننده دوباره به دیواره متصل می‌شود، نقطه اتصال مجدد نامیده می‌شود. با ادامه جریان به سمت پایین‌دست، در نهایت به یک حالت تعادلی می‌رسد و جریان معکوس نخواهد داشت. اثرات جدایش لایه مرزی هنگامی که لایه مرزی جدا می‌شود، بقایای آن یک لایه برشی Fig 3 تشکیل می‌دهند و وجود یک منطقه جریان جدا شده بین لایه برشی و سطح، جریان پتانسیل بیرونی و میدان فشار را تغییر می‌دهد. در مورد ایرفویل‌ها، تغییر میدان فشار منجر به افزایش پسار فشاری می‌شود و اگر به اندازه کافی شدید باشد، منجر به واماندگی و از دست دادن برآ نیز خواهد شد که همگی نامطلوب هستند. 12 March 2008 < ااثر دیگر جدایش لایه مرزی، ریزش منظم گردابه‌ها است که به عنوان کوچه گردابی کارمان شناخته می‌شود. گردابه‌ها از سطح صاف پایین‌دست یک سازه با فرکانسی بسته به سرعت جریان، ریزش می‌کنند. ریزش گردابه نیروی متناوبی ایجاد می‌کند که می‌تواند منجر به ارتعاشات در سازه شود. | ## بخش 3: جدایش جریان | این ارتعاشات می‌توانند بر اساس منشأ خود در اجسام جامد یا سیال مجاور، در فرکانس‌های مختلف ایجاد و منعکس شوند و می‌توانند تشدید را تضعیف یا تقویت کنند. ارزیابی معقولی از اینکه آیا لایه مرزی آرام یا آشفته خواهد بود را می‌توان با محاسبه عدد رینولدز شرایط جریان محلی انجام داد. جدایش در جریانی رخ می‌دهد که در حال کند شدن است، با افزایش فشار، برای مثال پس از عبور از ضخیم‌ترین بخش یک جسم خط جریانی یا عبور از یک گذرگاه در حال گشاد شدن. جریان در خلاف جهت افزایش فشار به عنوان جریان در یک گرادیان فشار نامطلوب شناخته می‌شود. لایه مرزی زمانی جدا می‌شود که به اندازه کافی در یک گرادیان فشار نامطلوب حرکت کرده باشد که سرعت لایه مرزی نسبت به سطح متوقف شده و جهت آن معکوس شود.Anderson, John D. 2011, , Figure 4.46 در آیرودینامیک، جدایش جریان منجر به کاهش برآ و افزایش پسار فشاری می‌شود که ناشی از اختلاف فشار بین سطوح جلو و عقب جسم است. در گذرگاه‌های داخلی، جدایش باعث واماندگی و ارتعاشات در پره‌های ماشین‌آلات و افزایش تلفات (بازدهی پایین‌تر) در ورودی‌ها و کمپرسورها می‌شود. تلاش و تحقیقات زیادی صرف طراحی خطوط سطح آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی و ویژگی‌های افزوده‌ای شده است که جدایش جریان را به تأخیر انداخته و جریان را تا حد امکان چسبیده نگه می‌دارند. | ## جمع‌بندی | نمونه‌ها شامل پرز روی توپ تنیس، گودی‌های روی توپ گلف، آشفتگی‌سازها روی گلایدر که باعث گذار زودهنگام به جریان آشفته می‌شوند؛ و مولدهای گردابه روی هواپیماها هستند.