О напряжениях, возникающих в газах вследствие неоднородности температуры и концентраций. Новые типы свободной конвекции

В обзоре изложены основные результаты теоретического исследования медленных (число Рейнольдса $\mathbf{Re}\sim1$) неизотермических (перепад температуры в газе $\theta=\Delta T/T\sim1$) течений. Такие течения описываются уравнениями, отличающимися от классических уравнений Навье–Стокса для сжимаемой жидкости тем, что в уравнении импульса, помимо тензора вязких напряжений, присутствует также тензор температурных напряжений того же порядка величины. Анализируются вопрос о влиянии температурных напряжений на движение газа, и силы, действующие на помещенные в газ тела, впервые поставленный еще Дж. Максвеллом, который неявно использовал линеаризацию по $\theta$ и пришел к выводу, что температурные напряжения не вызывают ни движения газа, ни сил. Однако при не малых $\theta$ имеет место новый тип конвекции газа в отсутствие внешних сил (например, гравитации): под действием температурных напряжений газ движется около равномерно нагретых (охлажденных) тел; приведены некоторые примеры этой конвекции. Кроме того, для случая небольших $\theta$ установлена электростатическая аналогия, описывающая обусловленное температурными напряжениями силовое взаимодействие указанных тел. Приведены результаты решения задачи обтекания равномерно нагретой сферы при $\mathbf{Re}_\infty\ll1$ (задача Стокса); температурные напряжения оказывают все более сильное влияние на силу сопротивления сферы с ростом ее температуры. Указываются аналогичные явления в смесях газов, вызываемые концентрационными (диффузионными) напряжениями. Иллюстраций 4, библиографических ссылок 31.