
【化】 cavity flow
empty; hollow; air; for nothing; vacancy
【計】 empty; null
【醫】 keno-
【經】 for nothing
antrum; cavity
【醫】 cava; cavern; caverna; cavitas; cavitat; cavity; cavum; celio-; chamber
coel-; coelio-; lumen; lumina; space; spatia; spatium
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【計】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【醫】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
空腔流(Cavity Flow)指流體流經表面凹陷或封閉空腔結構時形成的複雜流動現象。其核心特征是流體在空腔内産生分離、再循環和渦旋運動,并伴隨壓力脈動與聲學振蕩。英文術語為"Cavity Flow" 或"Flow over Cavities"。
當主流流體(如氣流或水流)流經空腔邊緣時,因幾何突變産生剪切層分離,形成周期性脫落的渦旋結構。這些渦旋撞擊空腔後壁并向上遊反饋,導緻流動不穩定性和壓力振蕩 。
空腔的特定長深比(L/D)會激發流體動力學共振,産生顯著噪聲(如飛機武器艙的"腔體嘯叫")。羅斯托夫數(Rossiter Equation)可預測其頻率:
$$
f_n = frac{U_infty}{L} cdot frac{n - gamma}{M_infty + 1/kappa}
$$
其中 ( U_infty ) 為來流速度,( L ) 為空腔長度,( M_infty ) 為馬赫數,( gamma ) 和 ( kappa ) 為經驗常數 。
注:文獻來源基于流體力學領域經典著作及權威機構(NASA、AIAA)公開成果,具體鍊接需通過學術數據庫(如AIAA Electronic Library、NASA Technical Reports Server)檢索獲取。
空腔流是流體力學中的一種特殊流動現象,指流體流經空腔結構時,因壓力差和流體慣性作用形成的複雜流場。以下是其詳細解釋:
空腔流指流體(如空氣、液體)流經凹陷或封閉空間時,在空腔内部及邊緣形成的非穩态流動模式。常見于飛行器起落架艙、汽車後視鏡等工程場景,也存在于生物醫學領域如血管空腔結構。
•壓力梯度:主流流體與空腔内部形成局部壓差,導緻流體分離 •剪切層作用:高速流體在空腔開口處形成剪切層,引發渦旋脫落 •回流現象:部分流體在空腔内形成反向流動,産生渦旋結構
•自持振蕩:流體在空腔前緣分離,後緣再附着,形成周期性渦旋 •聲振耦合:特定條件下會産生強烈氣動噪聲 •速度分層:存在高速主流區與低速回流區
領域 | 具體應用 | 影響機制 |
---|---|---|
航空航天 | 武器艙噪聲控制、起落架減阻 | 渦旋振蕩引發振動 |
汽車工程 | 後視鏡風噪優化 | 剪切層不穩定産生噪聲 |
生物醫學 | 動脈瘤血流分析 | 旋流導緻血栓風險 |
需注意該術語與成語"空腔"(指空洞言辭)有本質區别。工程領域的空腔流研究常涉及計算流體力學(CFD)模拟和風洞實驗,具體參數需參考《空腔流動機理分析及被動流動控制技術研究》等專業文獻。
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