Введение

Область рециркулирующего потока непосредственно позади или ниже по течению движущегося или неподвижного твердого тела.

В динамике жидкостей, след может быть: областью рециркулирующего потока непосредственно позади движущегося или неподвижного тупого тела, вызванного вязкостью, что может сопровождаться отрывом потока и турбулентностью, или волновым узором на поверхности воды ниже по течению объекта в потоке, или образованным движущимся объектом (например, судном), вызванным разницей плотностей жидкостей выше и ниже свободной поверхности и силой тяжести (или поверхностным натяжением).

Вязкость

Вслед за телом – это область возмущенного потока (часто турбулентного) позади движущегося в жидкости твердого тела, возникающая из-за обтекания тела жидкостью. Для тупого тела при дозвуковом внешнем обтекании, например, капсул "Аполлон" или "Орион" во время спуска и посадки, след характеризуется масштабным отрывом потока, а позади тела образуется область обратного потока, где поток направлен к телу. Это явление часто наблюдается при аэродинамических испытаниях летательных аппаратов в аэродинамической трубе и особенно важно при использовании парашютных систем, поскольку, если стропы парашюта не выводят купол за пределы области обратного потока, парашют может не раскрыться и, следовательно, сложиться. Парашюты, раскрывающиеся в следе, испытывают дефицит динамического давления, что снижает их ожидаемую силу сопротивления. Для моделирования течений в следе часто используются высокоточные методы вычислительной гидродинамики, однако такое моделирование сопряжено с неопределенностями, связанными с выбором модели турбулентности (например, RANS или LES), а также с эффектами неустановившегося потока. Примеры применения включают отделение ступеней ракеты и отделение подвесного оборудования самолета.

Различия в плотности

В несжимаемых жидкостях, таких как вода, при движении судна образуется кильватерный след; поскольку жидкость не сжимается, она вытесняется, что приводит к образованию волны. Как и все волновые формы, кильватерный след распространяется от источника до тех пор, пока его энергия не рассеется или не будет потеряна, обычно из-за трения или дисперсии. Важным безразмерным параметром является число Фруда.

Другие эффекты

Выше описан идеальный след, где движущая сила объекта не оказывает иного воздействия на воду. На практике, волновая картина между V-образными волновыми фронтами обычно смешивается с эффектами от обратного потока винта и вихрями за кормой судна (как правило, прямоугольной формы). Угол Кельвина также выведен для случая глубокой воды, в которой жидкость не имеет разной скорости или направления течения в зависимости от глубины ("сдвига"). В случаях, когда вода (или жидкость) обладает сдвигом, результаты могут быть более сложными. Кроме того, модель глубокой воды не учитывает поверхностное натяжение, что означает, что источник волны велик по сравнению с капиллярной длиной.

Отдых

"Зоны, свободные от волнения", могут запрещать образование волн в маринах, вблизи причалов и на определенном расстоянии от берега, чтобы обеспечить возможности для отдыха другим судам и уменьшить повреждения, вызываемые волнами. На британских каналах моторным узким лодкам запрещено создавать бьющий борт (волну, достаточно большую для образования гребня) вдоль берегов, так как это приводит к их разрушению. Обычно это правило ограничивает скорость этих судов до или менее. Волны иногда используются в развлекательных целях. Пловцы, люди на гидроциклах и водные млекопитающие, такие как дельфины, могут скользить по переднему краю волны. В вейкбординге волна используется как трамплин. В вейксерфинге волна также используется для разгона серфера. В водном поло игрок с мячом может плыть, продвигая мяч вперед, используя волну, создаваемую попеременными гребками в кроле, технику, известную как ведение мяча. Кроме того, в марафоне на каноэ участники используют волну от других каяков, чтобы экономить энергию и получать преимущество, при этом они располагают свои лодки на волне другого каяка, чтобы волна толкала их вперед.