Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Подковообразный вихрь, вызванный (чисто теоретическим) равномерным распределением подъемной силы по крылу самолета.
Любое изменение в распределении подъемной силы приводит к появлению нового вихря в соответствии с теорией подъемной линии.
Реалистичное распределение подъемной силы приводит к исчезновению сложной картины завихренности позади самолета.

Модель подковообразного вихря представляет собой упрощенное представление вихревой системы крыла . В этой модели завихренность крыла моделируется связанным вихрем постоянной циркуляции , движущимся вместе с крылом, и двумя задними вихрями на концах крыла , поэтому имеющими форму, отдаленно напоминающую подкову . [1] [2] начиная вихрь пролил , как крыло начинает двигаться через жидкость, которая рассеивается под действием вязкости , [3] , как это делают конечные вихри далеко позади самолета.

Задняя Wingtip вихри несут ответственность за компонент скоса , который создает индуктивное сопротивление . [4]

Модель подковообразного вихря нереалистична, поскольку предполагает равномерную циркуляцию (и, следовательно, согласно теореме Кутты – Жуковски , равномерный подъем) на всех участках размаха крыльев . В более реалистичной модели, теории подъемной линии , сила завихрений изменяется по размаху крыльев, и потеря силы завихрений сбрасывается в виде вихревой пелены по всей задней кромке, а не в виде единого следа на концах крыла. [5] Тем не менее, более простая модель подковообразного вихря, используемая с уменьшенным эффективным размахом крыльев, но такой же циркуляцией в средней плоскости, обеспечивает адекватную модель потоков, индуцированных вдали от самолета.

Термин подковообразный вихрь также используется в ветроэнергетике для описания схемы потока, создаваемого сильным ветром вокруг основания высокого здания. Этот эффект усиливается наличием малоэтажного дома с подветренной стороны. Этот эффект изучался в Институте строительных исследований Великобритании в период с 1963 по 1973 год [6], и его причина описана в современных учебниках по ветроэнергетике. [7]

В гидродинамике форма подковообразного вихря образуется вокруг обрывистых тел в текущей воде, например вокруг опор моста. [8] Они могут вызвать вымывание материала основания как выше по потоку, так и ниже по потоку от пирса. [ необходима цитата ]

В природе подковообразный вихрь может вызвать образование подковообразного облака . [9]

Примечания [ править ]

  1. ^ Милликен, Кларк Б., Аэродинамика самолета , рис. 1.35
  2. ↑ Маккормик, Барнс В., Аэродинамика, воздухоплавание и механика полета , Глава 3
  3. ^ "Сарай Вихрь" . Исследовательский центр Гленна НАСА . Проверено 11 апреля 2015 года .
  4. ↑ Маккормик, Барнс В., Аэродинамика, воздухоплавание и механика полета , Глава 4
  5. ^ Маккормик, Барнс В., Аэродинамика, воздухоплавание и механика полета , рис. 4.21.
  6. ^ Penwarden, AD. Мудрый, AFE. Окружающая среда ветра вокруг зданий, обложка иллюстрации
  7. ^ Кук, штат Нью-Джерси. Пособие конструктора по ветровому нагружению строительных конструкций, часть 1, рисунок 8.7.
  8. ^ Даргахи, Биджан (1989). «Поле турбулентного обтекания кругового цилиндра». Эксперименты с жидкостями . 8 : 1–12. DOI : 10.1007 / BF00203058 .
  9. ↑ «Невероятно редкое« подковообразное облако »было замечено в Неваде, и создатели мемов были этим заняты» . Independent.ie . 12 марта 2018 . Проверено 12 марта 2018 .

Ссылки [ править ]

  • Андерсон, Джон Д. (2007), Основы аэродинамики , Раздел 5.3 (4-е изд.), Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-0-07-295046-5 
  • LJ Clancy (1975), Аэродинамика , Раздел 8.10, Pitman Publishing Limited, London ISBN 0-273-01120-0 
  • Кук, штат Нью-Джерси (1985), Руководство проектировщика по ветровой нагрузке на строительные конструкции, Часть 1 , Баттервортс, Лондон ISBN 0-408-00870-9 
  • Маккормик, Барнс В. (1979), Аэродинамика, воздухоплавание и механика полета , John Wiley & Sons, Inc. Нью-Йорк ISBN 0-471-03032-5 
  • Милликен, Кларк Б. (1941), Аэродинамика самолета , Раздел 1-6, John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк.
  • Penwarden, AD, Wise, AFE, (1975) Ветровая среда вокруг зданий , HMSO, London ISBN 0-11-670533-7 . 
  • Пирси, NAV (1944), Элементарная аэродинамика , Статья 213, The English Universities Press Ltd., Лондон.
  • Фон Мизес, Ричард, (1959), Теория полета , Глава IX - раздел 4, Dover Publications, Inc., Нью-Йорк ISBN 0-486-60541-8 

См. Также [ править ]

  • Теоремы Гельмгольца
  • Условие Кутты
  • Теорема Кутты – Жуковского.
  • Модель подъемной линии Прандтля
  • Вихри