空气摩擦英文解释翻译、空气摩擦的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 air friction
分词翻译:
空气的英语翻译:
air; airspace; atmosphere
【化】 air
【医】 aer-; aero-; air; physo-
摩擦的英语翻译:
rub; friction; attrition; chafe; grating; grit; scrub
【医】 friction; frottage; rub; rubbing
专业解析
空气摩擦(Air Friction)是物体在空气中运动时,因与空气分子发生相互作用而产生的阻力现象。该术语在流体力学和工程学中称为空气阻力(Aerodynamic Drag),其本质是动能因摩擦作用转化为热能的过程。
从物理机制分析,空气摩擦的成因包括:
- 黏性阻力:空气分子与物体表面接触时,因黏性作用产生剪切应力,阻碍物体运动(参考《流体力学基础》);
- 压差阻力:物体运动导致气流分离,前后表面产生压力差形成的阻力(NASA空气动力学手册);
- 诱导阻力:飞行器机翼产生升力时伴随的附加阻力(中国力学学会《空气动力学原理》)。
空气摩擦力的计算公式为:
$$
F = frac{1}{2} rho v C_d A
$$
其中$rho$为空气密度,$v$为相对速度,$C_d$为阻力系数,$A$为特征面积。该公式被收录于剑桥大学工程教材《Transport Phenomena》第三章。
在工程应用中,空气摩擦直接影响航空航天器设计(如火箭整流罩优化)、高速列车气动外形(中国中车研究院报告)及运动装备研发(国际运动工程学会2024年白皮书)。世界气象组织指出,空气摩擦效应在气象预测模型中需纳入边界层参数修正。
网络扩展解释
空气摩擦(又称空气阻力或流体阻力)是物体在空气中运动时受到的阻碍力,其本质是物体与空气分子之间的相互作用以及空气黏性导致的能量耗散。以下是详细解释:
1. 产生原理
空气摩擦源于两个机制:
- 分子碰撞:物体运动时与空气分子发生碰撞,导致动量传递,动能转化为热能。
- 黏性阻力:空气具有黏性,物体表面会带动周围空气运动,形成速度梯度,产生内摩擦力。
2. 类型与公式
根据速度范围不同,空气摩擦分为两类:
- 层流阻力(低速):符合斯托克斯定律
$$F = 6pi eta r v$$
其中$eta$为空气黏度,$r$为物体半径,$v$为速度。
- 湍流阻力(高速):符合牛顿阻力定律
$$F = frac{1}{2} C_d rho A v$$
其中$C_d$为阻力系数,$rho$为空气密度,$A$为迎风面积。
3. 影响因素
- 物体形状:流线型设计可显著降低阻力系数(如飞机机翼$C_d≈0.04$,平板$C_d≈1.28$)
- 速度:阻力随速度平方增长,超音速时还会产生激波阻力
- 表面积:迎风面积越大,阻力越强
- 介质性质:高海拔地区空气密度低,阻力减小
4. 实际应用
- 交通工具:汽车风阻系数从早期的0.8优化到现代0.23-0.35
- 运动器材:高尔夫球凹坑设计通过诱导湍流减少尾流区,使飞行距离增加50%
- 航天工程:返回舱通过烧蚀材料抵御高速再入时空气摩擦产生的2000℃高温
- 建筑设计:超高层建筑需进行风洞测试以规避卡门涡街引起的共振
5. 相关概念
- 雷诺数:判断流动状态的无量纲数 $Re = frac{rho v L}{eta}$
- 边界层:物体表面附近速度梯度显著的区域
- 马赫数:速度与声速的比值,决定压缩性效应是否显著
实际工程中常通过风洞实验、计算流体力学(CFD)模拟来精确分析空气摩擦的影响。
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