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vortex shedding是什麼意思,vortex shedding的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [流] 渦旋脫落

  • 例句

  • The frequency of vortex shedding was determined with a laser interferometer.

    渦的分離頻率由激光幹涉儀測量。

  • The vortex shedding vibration will take place at the relative low wind speed because of arches blunt section.

    并且,鈍體截面的主拱在低風速下容易産生渦激振動。

  • Such parameters of flow characteristics are investigated as lift and drag coefficient and vortex shedding frequencies.

    計算了圓柱的升阻力系數、尾渦脫落頻率等描述繞流問題的主要參量。

  • In present paper, the correlation length measuring techniques of vortex shedding from a circular cylinder are stu***d.

    本文探讨了圓柱繞流脫落旋渦空間相關長度的測量技術。

  • The paper concerns the stability of Tension Leg Platform (TLP) tethers nonlinear oscillation induced by vortex shedding.

    本文研究海洋張力腿平台的張力腿由于渦激産生的非線性振動的穩定性。

  • 專業解析

    渦旋脫落(Vortex Shedding)是流體力學中的一個重要現象,指流體(如空氣或水)流經鈍體(非流線型物體)時,在其下遊産生周期性交替脫落的旋渦結構。其核心機制和影響如下:


    一、物理機制

    1. 邊界層分離:當流體流經鈍體(如圓柱體、方柱或橋梁截面)時,物體後緣的邊界層因逆壓梯度發生分離。
    2. 交替渦旋形成:分離的剪切層卷曲成旋轉方向相反的旋渦,并在物體兩側交替脫落(如左側産生順時針渦旋,右側産生逆時針渦旋)。
    3. 卡門渦街(Kármán Vortex Street):周期性脫落的旋渦在物體下遊排列成兩排交錯、旋轉方向相反的渦列,形成穩定的渦街結構(見圖1)。該現象在雷諾數 ( Re > 90 ) 時顯著出現(( Re = frac{rho U D}{mu} ),其中 (rho) 為流體密度,(U) 為流速,(D) 為特征長度,(mu) 為動力黏度)。

    二、關鍵參數:斯托羅哈數(Strouhal Number)

    渦旋脫落頻率 ( f ) 由斯托羅哈數 ( St ) 決定: $$ St = frac{f D}{U} $$ 其中:


    三、工程影響與風險

    1. 結構振動與疲勞:周期性渦脫落會在物體上産生交變升力/阻力,若其頻率接近結構固有頻率,将引發共振(如塔科馬海峽大橋風緻坍塌事故)。
    2. 噪音與空蝕:渦脫落可産生氣動噪聲(如風吹電線嗡鳴),高速流體中還會誘發空化腐蝕。
    3. 熱交換器設計:管束間的渦脫落增強湍流混合,提升傳熱效率,但需避免共振破壞。

    四、應用領域

    1. 風工程:超高層建築、煙囪、斜拉橋的防風振設計(如安裝螺旋擾流條破壞渦脫落的周期性)。
    2. 航空航天:飛機起落架、火箭整流罩的減振優化。
    3. 能源工程:風力機葉片、海洋平台樁柱的渦激振動(VIV)抑制。
    4. 流體測量:渦街流量計利用脫落頻率與流速的正比關系測量流量(( Q propto f ))。

    權威參考文獻

    1. White, F. M. (2011). Fluid Mechanics (7th ed.). McGraw-Hill. (經典流體力學教材,詳述邊界層理論與渦脫落機制)
    2. NASA Technical Reports: "Vortex Shedding Dynamics" (公開數據庫,涵蓋航空航天領域渦脫落研究)
    3. ASCE Structural Division: "Wind-Induced Vibration Guidelines" (美國土木工程師協會的結構抗風規範)
    4. Journal of Fluids and Structures: 實驗與數值模拟研究渦脫落的核心期刊
    5. ISO 13710:2010: 石油天然氣工業中渦激振動的評估标準

    (注:鍊接為相關機構主域名,具體文獻可通過其站内搜索獲取)

    網絡擴展資料

    "Vortex shedding" 是流體力學領域中的專業術語,指流體流經非流線型物體時,因邊界層分離産生周期性渦旋脫落的現象。其核心特征和原理可歸納為:

    1. 基本定義
      當流體(如空氣或水)繞過圓柱體、橋梁墩柱等鈍體時,物體後方會交替形成旋轉方向相反的渦旋,并以周期性方式脫離物體表面。這種現象被稱為渦旋脫落(vortex shedding),屬于流體不穩定性的一種表現。

    2. 典型現象——卡門渦街
      周期性脫落的渦旋會排列成規則的渦列,稱為卡門渦街(Kármán vortex street)。其形成條件與雷諾數(Reynolds number)密切相關,當雷諾數在300-3×10⁵範圍内時最為明顯。

    3. 工程應用與影響

      • 結構振動:渦脫産生的周期性作用力可能引發建築物、煙囪等結構的共振(如塔科馬海峽大橋坍塌事故)
      • 流體機械:影響飛機機翼、渦輪葉片的氣動性能,需通過渦流發生器優化設計
      • 海洋工程:水下管道、鑽井平台支柱需考慮渦激振動(VIV)的防護。
    4. 關鍵參數
      渦脫頻率可通過斯特勞哈爾數(Strouhal number)公式計算: $$ St = frac{f cdot D}{U} $$ 其中 ( f ) 為脫落頻率,( D ) 為特征長度(如圓柱直徑),( U ) 為流體速度。典型圓柱體的 ( St ) 值約0.2。

    該現象在風洞實驗、流體機械設計、氣象預測等領域具有重要研究價值。其發音為/ˈvɔːrteks ˈʃedɪŋ/,複數形式為vortices shedding。

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