
【化】 parallel flow eddy
在流体力学领域,"平行流涡流"(英文:Parallel Flow Vortex)指在主流方向平行的流动中形成的旋转流体结构。以下是专业解释:
一、术语分解定义
平行流 (Parallel Flow)
流体粒子运动轨迹保持平行且无横向速度分量的流动状态,常见于管道中心区或边界层外缘。根据剑桥大学出版社《流体动力学基础》,平行流需满足速度场数学条件:
$$ abla times mathbf{v} = 0$$
(来源:Cambridge University Press, Fundamentals of Fluid Dynamics)
涡流 (Vortex)
具有集中涡量的旋转流体区域,其强度由涡量$omega = abla times mathbf{v}$量化。美国物理学会指出,涡流本质是流体角动量局部集中的表现(来源:APS Physics, Vortex Dynamics Review)。
二、组合现象机理
当平行流遇到障碍物或速度梯度时(如机翼表面、管道突变截面),根据亥姆霍兹涡量定理,流体黏性会导致涡量扩散形成涡旋结构。典型案例如:
(来源:Springer, Boundary Layer Theory 第9章)
三、工程应用实例
平行流涡流增强可提升换热效率30%以上,见于板式换热器波纹通道(来源:ASME Journal of Heat Transfer)
飞机机翼表面控制的平行涡流可延迟气流分离(来源:AIAA Paper 2017-4531)
四、权威定义参考
《英汉机械工程词典》(国防工业出版社)明确定义:
"平行流涡流:在流向平行的流体中受扰动诱导产生的旋涡结构,具有轴向涡核特征"
涡流是指在流体或导体中形成的旋涡状运动或电流。根据用户提到的“平行流涡流”,这一表述可能涉及以下两层含义:
平行流
指流体以平行方向稳定流动的状态,例如层流中的流体分层运动,各层之间无明显混合(如河道中的平稳水流)。
平行流中涡流的形成
当两股平行流动的流体存在速度差异、温度差异或遇到障碍物时,可能因剪切力作用产生涡流。例如:
在电磁领域,“涡流”指导体在交变磁场中因电磁感应产生的环状电流,常见于变压器铁芯或金属加热设备。虽然与“平行流”无直接关联,但涡流的产生同样涉及能量转换(如电能转化为热能)。
“平行流涡流”并非标准术语,但可理解为平行流动的流体因外界条件变化(如速度差、障碍物等)引发的旋涡现象。这类现象在海洋动力学、空气动力学及工程设计中具有重要研究意义。
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