
【化】 turbulent separation
onflow
【计】 turbulent flow
【化】 turbulence; turbulent (hydraulic) flow; turbulent flow
part; detach; dispart; dissociate; divorce from; secede; segregate; split
【计】 decatenation; deconcatenation; decouple; kick-off; kick-out
【化】 isolation; segregation; separation
【医】 abruptio; ap-; aphoresis; apo-; chorisis; detachment; dia-; diaeresis
diastasis; disassociation; disconnect; dissociation; divarication
isolate; isolation; segregation; separation; sequester; sequestration
solution; sublatio; sublation
【经】 separate
湍流分离(turbulent flow separation)是流体力学中描述高速流体脱离物体表面形成无序流动状态的现象。当流体(如空气或水)遇到障碍物或流道形状突变时,其内部黏性力与惯性力失衡,原本附着在物体表面的湍流边界层会脱离并产生涡旋结构。该现象常见于飞机机翼后缘、涡轮叶片等工程场景,可导致气动性能下降或能量损耗增加。
从物理机制分析,湍流分离的触发条件与雷诺数(Re)和逆压力梯度密切相关。当局部逆压力梯度超过流体动能时,流体粒子因黏性作用无法继续沿表面运动,从而形成分离点。其数学表征可通过纳维-斯托克斯方程推导:
$$ frac{partial mathbf{u}}{partial t} + (mathbf{u} cdot abla)mathbf{u} = -frac{1}{rho} abla p + u abla mathbf{u} $$
式中$mathbf{u}$为速度场,$p$为压强,$ u$为运动黏度。该方程揭示了惯性项与黏性项的相互作用对分离过程的影响。
工程实践中,湍流分离控制技术包括表面粗糙度调节、涡流发生器等主动控制方法。NASA在2018年风洞实验中证实,微型脉冲射流装置可使机翼失速攻角延迟6°-8°。
参考资料:
湍流分离是流体力学中的一种现象,指流体在流经物体表面时,因压力梯度或流速变化导致流动状态从附着变为脱离表面的过程。以下从三个方面综合解释:
1. 基本定义与机制
当流体(如空气或水)流经物体(如机翼、圆柱体)时,原本紧贴表面的流动会因逆压力梯度(压力沿流动方向升高)或流速骤减而发生分离。此时流体脱离物体表面,形成漩涡和回流区。这种现象在湍流状态下更显著,因为湍流本身的涡旋特性会加剧流动的不稳定性。
2. 关键成因与表现
3. 实际应用与影响
湍流分离常见于工程领域:
总结来看,湍流分离是复杂流动与边界条件相互作用的结果,研究其规律对优化设计、减少阻力及控制振动有重要意义。
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