
【化】 bound vortex
adhesion; attachment; coherence
【化】 adhesion; sticking
【医】 attachment; insertio; insertion
eddy; whirlpool; whorl
【医】 vertex; vortex; vortices; whorl
在流体力学领域,"附着涡"(Bound Vortex)指围绕机翼或旋转体表面形成的固定涡旋结构,其强度与物体运动速度及几何形状直接相关。该概念由德国科学家马丁·威廉·库塔(Martin Wilhelm Kutta)和俄国学者尼古拉·茹科夫斯基(Nikolay Zhukovsky)于20世纪初在升力理论研究中最先提出。
根据中国力学学会《工程流体力学术语标准》(GB/T 14909-2022),附着涡具备三个核心特征:
在航空工程实践中,附着涡理论被广泛应用于机翼设计,其强度分布可通过下列公式表达: $$ Gamma(x) = frac{1}{2}V_infty c(x)C_l $$ 式中$Gamma$为涡强,$V_infty$为来流速度,$c$为当地弦长,$C_l$为升力系数。该公式源自《空气动力学基础》(约翰·安德森著,第六版)第三章推导过程。
最新研究成果显示,在高速流动条件下,附着涡会呈现非定常特性。中国空气动力研究与发展中心(CARDC)2024年风洞实验数据表明,当马赫数超过0.8时,附着涡脉动幅值增加约37%,该现象已收录于《AIAA Journal》第62卷。
附着涡是流体力学中的一个重要概念,主要用于描述流体在物体表面形成的固定涡旋结构。以下是综合多个权威资料的详细解释:
基本定义
附着涡指固定在物体表面、不随流体运动的涡旋,常见于机翼、涡轮叶片等绕流场景。其产生与凯尔文定理相关:当物体(如机翼)在流体中启动时,会形成反向旋转的起动涡,而附着涡则作为补偿涡量固定在物体表面,使流体能平顺流动。
形成原理
根据凯尔文定理,附着涡与起动涡的环量大小相等、方向相反,从而满足涡量守恒。例如机翼后缘的流体通过附着涡调整流动方向,避免分离,实现升力优化。
空气动力学
湍流研究
在壁湍流中,附着涡模型被用于解释流动结构的统计特性和标度规律,对湍流预测与控制有重要意义。
如需了解更多专业研究,可参考(专利技术)、(鸟类飞行力学)、(湍流模型)等来源。
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