Віхров про е рух е ня, рух рідини або газу, при якому їх малі елементи (частки) переміщаються не тільки поступально, а й обертаються навколо деякої миттєвої осі.
Переважна більшість течій рідини і газу, які відбуваються в природі або здійснюються в техніці, являє собою В. д. Наприклад, рух води в трубі завжди є В. д. Як в разі ламінарної течії , Так і в разі турбулентної течії . Обертання елементарних обсягів обумовлено тут тим, що на поверхні стінки через прилипання рідини швидкість її дорівнює нулю, а при видаленні від стінок швидко зростає, так що швидкості сусідніх шарів значно відрізняються один від одного. В результаті гальмуючого дії нижнього шару і прискорює дії верхнього (рис. 1) виникає обертання частинок, т. Е. Має місце В. д. Прикладами В. д. Є: вихори повітря в атмосфері, які часто приймають величезні розміри і утворюють смерчі і циклони ; водяні вихори, які утворюються ззаду підвалин моста; воронки в воді річки і т.д.
Кількісно В. д. Можна охарактеризувати вектором w кутової швидкості обертання частинок, який залежить від координат точки в потоці і від часу. Вектор w називається вихором середовища в даній точці; якщо w = 0 в деякій області течії, то в цій області протягом безвіхревое. Обертові частки середовища можуть утворювати вихрові трубки (рис. 2) або окремі шари. Вихрова трубка не може мати всередині рідини ні початку, ні кінця; вона або може бути замкнутої (вихровий кільце), або повинна мати початок і кінець на кордонах рідини (наприклад, на поверхні обтічного тіла; на поверхні судини, усередині якого міститься рідина; на поверхні землі - в разі смерчів, на поверхні води або на дні річки - в разі вихорів в проточній воді і т.п.).
Присутність в рідині вихорів викликає поява в ній додаткових швидкостей. При наявності в рідині системи вихорів вони впливають на рух один одного. Так, наприклад, 2 вихору (рис. 3) рівною за величиною і протилежною за знаком інтенсивності Г повідомляють один одному рівні за величиною і однаково спрямовані швидкості v, т. Е. Рухаються поступально; 2 вихору, що мають однакові за абсолютною величиною і знаку інтенсивності, обертаються навколо осі, що проходить через середину відстаней між ними.
Якщо 2 вихрових кільця мають загальну вісь (рис. 4) і однаковий напрямок обертання, то переднє кільце внаслідок швидкостей, повідомляються заднім, збільшується в діаметрі і сповільнюється; заднє при цьому зменшується в діаметрі, проходить крізь переднє, т. е. вони міняються місцями, і весь процес починається спочатку ( «гра» вихрових кілець).
У всякій в'язкої рідини діють сили тертя, в результаті яких вихори змінюють свою інтенсивність - поступово згасають. Т. к. Вода і особливо повітря мають малу в'язкість, то в них вихори можуть зберігатися досить довгий час; наприклад, смерчі іноді переміщуються на великі відстані. У середовищі, позбавленої в'язкості (ідеальна рідина), вихори не могли б ні з'являтися знову, ні затухати. У середовищах з малою в'язкістю (вода, повітря) В. д. Виникає в тих частинах течії, де сила в'язкості всього сильніше виявляється, - в шарі поблизу поверхні обтічного тіла, в так званому прикордонному шарі , Заповненому сильно завихрення середовищем. Вихори прикордонного шару збігають з поверхні обтічного тіла і створюють за цим тілом слід в формі тих чи інших утворень (вихрових шарів або вихрових доріжок ). Вихори, що виникають при русі тіла в середовищі, визначають значну частину підйомної сили і сили лобового опору , Що діють на нього. Тому вивчення В. д. Має велике значення для розрахунку і конструювання крил літаків, повітряних гвинтів, лопаток турбін і т.д.
Літ .: Прандтль Л., Гидроаеромеханика, пров. з нім., 2 вид., М., 1951; Фабрикант Н. Я., Аеродинаміка, М., 1964.
Мал. 3. Швидкості, що повідомляються один одному двома плоскими вихорами.
Мал. 2. Вихрові трубки.
Мал. 4. Взаємодія вихрових кілець.
Мал. 1. Розподіл швидкості v по перетину труби; елементарні обсяги обертаються, як показано стрілками.
