Нестабильность вороны
В аэродинамике , неустойчивость Кроу или вихревая неустойчивость вороны VCI , представляет собой невязкую линейно-вихревую неустойчивость, названную в честь ее первооткрывателя С. К. Кроу.Эффект неустойчивости Кроу часто можно наблюдать в небе позади больших самолетов, когда вихри на законцовках крыла взаимодействуют со следами от двигателей, вызывая видимые искажения формы следа.
Развитие нестабильности
[ редактировать ]Неустойчивость Кроу представляет собой неустойчивость вихревой пары и обычно проходит несколько стадий:
- Пара встречно вращающихся вихрей воздействуют друг на друга, усиливая небольшие синусоидальные искажения формы вихрей (обычно создаваемые каким-либо начальным возмущением в системе).
- Волны развиваются либо в симметричные, либо в антисимметричные моды, в зависимости от природы начального возмущения.
- Эти искажения растут, как за счет взаимодействия одного вихря с другим, так и за счет «Самоиндукции» вихря сам с собой. Это приводит к экспоненциальному росту амплитуды вихревой волны.
- Амплитуды вихрей достигают критического значения и вновь соединяются, образуя цепочку вихревых колец .
Авиационные вихри
[ редактировать ]Крылья самолета в полете создают по крайней мере одну пару вихрей . Эти вихри являются основным источником турбулентности следа , поскольку они сохраняются в течение значительного периода времени после пролета самолета. Если бы распад вихрей происходил исключительно за счет вязких эффектов в ядре каждого вихря, распад был бы настолько медленным, что он сохранялся бы на сотни миль позади самолета. На самом деле эти вихри сохраняются лишь на протяжении десятков миль. Дополнительной причиной коллапса этих вихрей являются крупномасштабные нестабильности, такие как нестабильность Кроу. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маклин, Дуг (2013) Понимание аэродинамики . Страница 369. Уайли. ISBN 978-1-119-96751-4
Библиография
[ редактировать ]- Кроу, Южная Каролина (1970). «Теория устойчивости пары висячих вихрей». Журнал АИАА . 8 (12): 2172–2179. Бибкод : 1970AIAAJ...8.2172C . дои : 10.2514/3.6083 .
- Саффман, П.Г. (1992). Вихревая динамика . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-47739-0 .