
【化】 parallel flow eddy
在流體力學領域,"平行流渦流"(英文:Parallel Flow Vortex)指在主流方向平行的流動中形成的旋轉流體結構。以下是專業解釋:
一、術語分解定義
平行流 (Parallel Flow)
流體粒子運動軌迹保持平行且無橫向速度分量的流動狀态,常見于管道中心區或邊界層外緣。根據劍橋大學出版社《流體動力學基礎》,平行流需滿足速度場數學條件:
$$ abla times mathbf{v} = 0$$
(來源:Cambridge University Press, Fundamentals of Fluid Dynamics)
渦流 (Vortex)
具有集中渦量的旋轉流體區域,其強度由渦量$omega = abla times mathbf{v}$量化。美國物理學會指出,渦流本質是流體角動量局部集中的表現(來源:APS Physics, Vortex Dynamics Review)。
二、組合現象機理
當平行流遇到障礙物或速度梯度時(如機翼表面、管道突變截面),根據亥姆霍茲渦量定理,流體黏性會導緻渦量擴散形成渦旋結構。典型案例如:
(來源:Springer, Boundary Layer Theory 第9章)
三、工程應用實例
平行流渦流增強可提升換熱效率30%以上,見于闆式換熱器波紋通道(來源:ASME Journal of Heat Transfer)
飛機機翼表面控制的平行渦流可延遲氣流分離(來源:AIAA Paper 2017-4531)
四、權威定義參考
《英漢機械工程詞典》(國防工業出版社)明确定義:
"平行流渦流:在流向平行的流體中受擾動誘導産生的旋渦結構,具有軸向渦核特征"
渦流是指在流體或導體中形成的旋渦狀運動或電流。根據用戶提到的“平行流渦流”,這一表述可能涉及以下兩層含義:
平行流
指流體以平行方向穩定流動的狀态,例如層流中的流體分層運動,各層之間無明顯混合(如河道中的平穩水流)。
平行流中渦流的形成
當兩股平行流動的流體存在速度差異、溫度差異或遇到障礙物時,可能因剪切力作用産生渦流。例如:
在電磁領域,“渦流”指導體在交變磁場中因電磁感應産生的環狀電流,常見于變壓器鐵芯或金屬加熱設備。雖然與“平行流”無直接關聯,但渦流的産生同樣涉及能量轉換(如電能轉化為熱能)。
“平行流渦流”并非标準術語,但可理解為平行流動的流體因外界條件變化(如速度差、障礙物等)引發的旋渦現象。這類現象在海洋動力學、空氣動力學及工程設計中具有重要研究意義。
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