
【化】 chaplygin-Karma-Tsien relation
general; universal
mine; thunder
【电】 thunder
aurum; gold; golden; metals; money
【化】 gold
【医】 Au; auri-; auro-; aurum; chryso-; gold
block; calorie; checkpost; clip; get stuck; wedge
【化】 calorie
【医】 c.; cal.; calorie; calory; chi; small calorie
graceful; prolonged
money; cash; cush; dingbat; fund; oof; pocket
【经】 king portait; mint drops; pocket
relation; relationship; appertain; bearing; concern; connection; term; tie
【计】 relation
【医】 rapport; reference; relation; relationship
恰普雷金-卡曼-钱关系(Chaplygin-Kármán-Chien Relation),在流体力学中特指描述圆柱绕流中涡街脱落频率与雷诺数之间关系的经典理论。该关系揭示了特定雷诺数范围内,圆柱后方周期性脱落的旋涡(卡门涡街)的斯特劳哈尔数(Strouhal number, St)近似保持为常数。以下是详细解释:
核心参数
$$St = frac{f cdot L}{U}$$
其中 (f) 为涡脱落频率,(L) 为特征长度(如圆柱直径),(U) 为来流速度。
关系表述
在亚临界雷诺数范围((300 < Re < 3 times 10)),圆柱绕流的 (St) 值稳定在0.18–0.22 区间,近似为常数。这一现象由:
冯·卡门原理论文
von Kármán, T. (1911). Über den Mechanismus des Widerstandes, den ein bewegter Körper in einer Flüssigkeit erfährt. Nachrichten der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen.
(奠定涡街稳定性数学基础)
钱学森拓展研究
Chien, H.-S. (1945). On the Formation of Vortex Streets from Cylinders at High Reynolds Numbers. Journal of Applied Physics.
(验证可压缩流中的涡脱落规律)
经典教材
White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill. pp. 435–438.
(系统阐述 (St-Re) 关系及工程案例)
涡脱落频率的预测模型:
$$f approx frac{St cdot U}{L}, quad St approx 0.2 quad (text{当 } 300 < Re < 3 times 10)$$
此式是流体振动分析与减振设计的核心依据。
恰普雷金-卡曼-钱关系(Chaplygin-Karman-Tsien relation)是流体力学领域的一个重要理论关系,主要用于可压缩流动问题的近似计算。以下是综合解释:
基本定义
该关系式是描述可压缩流体流动中压力与速度之间关系的近似方程,适用于亚音速或超音速流动的简化分析。它结合了三位科学家的研究成果:
应用领域
主要用于航空航天工程中的空气动力学计算,例如:
数学形式
其核心公式可表示为速度势函数的近似关系:
$$
phi(x,y) = phi_0(x,y) + epsilon phi_1(x,y) + cdots
$$
其中$epsilon$为小扰动参数,体现了对不可压缩流动的修正。
理论意义
该关系通过引入密度变化的近似假设,将复杂的非线性方程简化为可解析求解的形式,为早期飞行器设计提供了重要工具。
注:由于搜索结果信息有限(主要来自词典类网页),建议参考《气体动力学基础》《可压缩流动理论》等专业文献获取更详细的数学推导和应用案例。
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