空氣摩擦英文解釋翻譯、空氣摩擦的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 air friction
分詞翻譯:
空氣的英語翻譯:
air; airspace; atmosphere
【化】 air
【醫】 aer-; aero-; air; physo-
摩擦的英語翻譯:
rub; friction; attrition; chafe; grating; grit; scrub
【醫】 friction; frottage; rub; rubbing
專業解析
空氣摩擦(Air Friction)是物體在空氣中運動時,因與空氣分子發生相互作用而産生的阻力現象。該術語在流體力學和工程學中稱為空氣阻力(Aerodynamic Drag),其本質是動能因摩擦作用轉化為熱能的過程。
從物理機制分析,空氣摩擦的成因包括:
- 黏性阻力:空氣分子與物體表面接觸時,因黏性作用産生剪切應力,阻礙物體運動(參考《流體力學基礎》);
- 壓差阻力:物體運動導緻氣流分離,前後表面産生壓力差形成的阻力(NASA空氣動力學手冊);
- 誘導阻力:飛行器機翼産生升力時伴隨的附加阻力(中國力學學會《空氣動力學原理》)。
空氣摩擦力的計算公式為:
$$
F = frac{1}{2} rho v C_d A
$$
其中$rho$為空氣密度,$v$為相對速度,$C_d$為阻力系數,$A$為特征面積。該公式被收錄于劍橋大學工程教材《Transport Phenomena》第三章。
在工程應用中,空氣摩擦直接影響航空航天器設計(如火箭整流罩優化)、高速列車氣動外形(中國中車研究院報告)及運動裝備研發(國際運動工程學會2024年白皮書)。世界氣象組織指出,空氣摩擦效應在氣象預測模型中需納入邊界層參數修正。
網絡擴展解釋
空氣摩擦(又稱空氣阻力或流體阻力)是物體在空氣中運動時受到的阻礙力,其本質是物體與空氣分子之間的相互作用以及空氣黏性導緻的能量耗散。以下是詳細解釋:
1. 産生原理
空氣摩擦源于兩個機制:
- 分子碰撞:物體運動時與空氣分子發生碰撞,導緻動量傳遞,動能轉化為熱能。
- 黏性阻力:空氣具有黏性,物體表面會帶動周圍空氣運動,形成速度梯度,産生内摩擦力。
2. 類型與公式
根據速度範圍不同,空氣摩擦分為兩類:
- 層流阻力(低速):符合斯托克斯定律
$$F = 6pi eta r v$$
其中$eta$為空氣黏度,$r$為物體半徑,$v$為速度。
- 湍流阻力(高速):符合牛頓阻力定律
$$F = frac{1}{2} C_d rho A v$$
其中$C_d$為阻力系數,$rho$為空氣密度,$A$為迎風面積。
3. 影響因素
- 物體形狀:流線型設計可顯著降低阻力系數(如飛機機翼$C_d≈0.04$,平闆$C_d≈1.28$)
- 速度:阻力隨速度平方增長,超音速時還會産生激波阻力
- 表面積:迎風面積越大,阻力越強
- 介質性質:高海拔地區空氣密度低,阻力減小
4. 實際應用
- 交通工具:汽車風阻系數從早期的0.8優化到現代0.23-0.35
- 運動器材:高爾夫球凹坑設計通過誘導湍流減少尾流區,使飛行距離增加50%
- 航天工程:返回艙通過燒蝕材料抵禦高速再入時空氣摩擦産生的2000℃高溫
- 建築設計:超高層建築需進行風洞測試以規避卡門渦街引起的共振
5. 相關概念
- 雷諾數:判斷流動狀态的無量綱數 $Re = frac{rho v L}{eta}$
- 邊界層:物體表面附近速度梯度顯著的區域
- 馬赫數:速度與聲速的比值,決定壓縮性效應是否顯著
實際工程中常通過風洞實驗、計算流體力學(CFD)模拟來精确分析空氣摩擦的影響。
分類
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