Число Струхаля (, также или ) — безразмерная величина, один из критериев подобия нестационарных (часто колебательных) течений жидкостей и газов.
Для колебательных процессов число Струхаля обычно определяется вышеприведенным соотношением
где — характерная частота процесса (например, частота образования вихрей), — характерный линейный размер течения (например, гидравлический диаметр), — характерная скорость потока. Для непериодических процессов часто используется определение
где — характерное время процесса. Иногда числом Струхаля называется обратная величина (число гомохронности)
Число названо по имени чешского учёного Винценца Строугала (1850—1923).
Варианты названия и произношение
Наряду с названием число Струхаля в литературе встречается вариант число Струхала. Ударение в слове Струхаль (Струхал) не установилось: в речи встречается как ударение на первый слог, соответствующее языку-источникуВ чешском языке ударение падает на первый слог. Ср. ударение в заимствованных именах собственных Гашеек, Чапек, Шкода., так и на второй.
Историческая справка
Число Струхаля было введено Рэлеем в 1894 году при теоретическом описании результатов опытов Строугала (Струхаля) по изучению генерации звука при обдувании цилиндрических тел потоком воздуха (Реферат на французском языке).. Название число Струхаля было, по-видимому, введено Рэлеем в 1915 году.
Механический смысл
Число Струхаля характеризует порядок отношения локальной производной и конвективной производной , входящих в полную производную в уравнении движения. Если число Струхаля мало, , то слагаемым, содержащим производную по времени, можно пренебречь, приближенно рассматривая течение как стационарное или квазистационарное. В противоположном случае существенно нестационарного процесса () можно пренебречь конвективной производной, что в ряде случаев существенно упрощает теоретический анализ (например, в случае движения вязкой жидкости после такого упрощения нелинейные уравнения Навье — Стокса становятся линейными).
Применение для описания автоколебаний тела в потоке жидкости или газа
При описании автоколебаний тел в потоках жидкости и газа (звучание эоловой арфы, флаттер, галопирование) число Струхаля, являющееся, фактически, безразмерной частотой колебания тела, зависит от числа Рейнольдса и других параметров. В случае поперечного обтекания цилиндра, важном с практической точки зрения (действие ветра на провода, башни, ракеты на стартовых позициях), число Струхаля зависит только от числа Рейнольдса, причём в диапазоне (см. рис.) действует приближенный эмпирический закон постоянства числа Струхаля: .
Примечания
Категория:Безразмерные величины в гидродинамике