
【化】 turbulent buffeting
onflow
【计】 turbulent flow
【化】 turbulence; turbulent (hydraulic) flow; turbulent flow
quiver; rouse; shake; shiver; tremble
brace up; flap; shake
湍流抖振(Turbulence Buffeting)是航空工程与流体力学中的重要概念,指飞行器在穿越大气湍流时,因气流不规则运动引发机体结构的高频强迫振动现象。以下是基于专业汉英词典及权威文献的详细解释:
来源:《英汉航空工程词典》《中国航空百科全书》
湍流抖振的物理本质是流体分离与涡脱落(Flow Separation and Vortex Shedding):
来源:NASA流体力学报告、剑桥大学湍流研究实验室
根据美国联邦航空管理局(FAA)适航标准,湍流抖振需重点关注:
来源:FAA Advisory Circular 25.341-1、国际民航组织(ICAO)文件
学术定义:
"湍流抖振是气动弹性现象,源于随机气流激励与结构动力响应的耦合。"
——《空气动力学基础》(约翰·安德森著,第5版)
来源:John D. Anderson, Fundamentals of Aerodynamics, McGraw-Hill.
实验研究:
德国宇航中心(DLR)风洞实验表明,机翼前缘涡流发生器可抑制20%–30%的抖振振幅。
来源:DLR技术报告《Active Buffet Suppression on Civil Aircraft Wings》
行业标准:
中国民航规章CCAR-25.341明确规定:飞机需通过抖振边界测试,确保在湍流中结构完整性。
来源:《中国民用航空规章第25部》
湍流能量谱密度函数(Kármán谱)描述大气湍流对机体的激励:
$$ Phi(omega) = frac{sigma L}{pi U} cdot frac{1}{left(1 + frac{1.339Lomega}{U}right)^{5/3}} $$
其中 $sigma$ 为湍流强度,$L$ 为湍流尺度,$U$ 为飞行速度,$omega$ 为振动频率。
来源:冯·卡门理论,见AIAA论文《Modeling of Atmospheric Turbulence》
湍流抖振(Turbulent Buffeting)是指流体在湍流状态下对结构物产生随机波动作用力,从而引发结构或其部分部件的不规则振动现象。以下从机理、特征和应用场景三方面展开解释:
湍流抖振的本质是流体(如空气或液体)的极度紊流对结构产生随机波动作用力。当流体流速较高时,会形成包含大量小漩涡的湍流状态(参考),这种紊流具有宽频带特性。若频带中某一频率与结构的固有频率接近,便会引发共振,导致结构大幅振动()。
场景 | 具体表现 |
---|---|
管道系统 | 在密排管束中,流体紊流直接冲击管壁,尤其在核反应堆铅铋冷却剂环境中易引发振动() |
航空航天 | 飞机尾翼处于机翼尾流时,湍流强迫尾翼振动,可能影响飞行稳定性() |
建筑工程 | 高层建筑或桥梁在强风形成的湍流中可能发生抖振,需通过风洞试验优化结构设计() |
湍流抖振的临界条件可通过雷诺数(判断流体状态)和斯特劳哈尔数(关联漩涡脱落频率)分析: $$ Re = frac{rho v L}{mu} quad , quad St = frac{f L}{v} $$ 其中,$Re>5000$时流体通常为湍流(),当$St$接近结构固有频率时易发生共振。
如需进一步了解工程防护措施或案例分析,可参考、4、5的完整内容。
绑匪保险副单波尔曼萃取器步进穿破性鼻腔毛囊炎单位银行制地震险反萃溶剂光处理机赫尔曼斯多弗氏饮食呼叫分析器货币性项目货物保证渐退的假饲基本圈矩阵激素不足的机械扫描法竣工证书硫酸高铈滴定法卵黄上皮偶磷躯体感觉的热导计溶牙气杆菌三氯-2-硝基酚扫描器选择未经产的唯一装入模块