Подковообразный вихрь
Модель подковообразного вихря представляет собой упрощенное представление вихревой системы, присутствующей в потоке воздуха вокруг крыла . Эта вихревая система моделируется связанным вихрем (привязанным к крылу) и двумя висячими вихрями , поэтому имеет форму, отдаленно напоминающую подкову . [1] [2] образуется Начальный вихрь , когда крыло начинает двигаться в жидкости. Этот вихрь рассеивается под действием вязкости , [3] как и вихри, которые в конечном итоге рассеиваются далеко за самолетом.
связан Нисходящий поток с наведенным сопротивлением и является компонентом системы следящих вихрей. [4]
Модель подковообразного вихря нереалистична, поскольку она предполагает равномерную циркуляцию (и, следовательно, согласно теореме Кутты-Жуковского , равномерную подъемную силу) на всех участках размаха крыла . В более реалистичной модели, теории подъемной линии , сила вихря варьируется по размаху крыла, и потеря силы вихря проявляется в виде вихревого полотна по всей задней кромке, а не в виде отдельного следа на законцовках крыла. [5] Тем не менее, более простая модель подковообразного вихря, используемая с уменьшенным эффективным размахом крыла, но с той же циркуляцией в средней плоскости, обеспечивает адекватную модель потоков, возникающих вдали от самолета.
Термин «подковообразный вихрь» также используется в ветротехнике для описания структуры потока, создаваемого сильным ветром вокруг основания высотного здания. Этот эффект усиливается наличием невысокого здания с наветренной стороны. Этот эффект изучался в Британском научно-исследовательском институте строительства в период с 1963 по 1973 год. [6] а причина эффекта описана в современных учебниках по ветротехнике. [7]
В гидродинамике вокруг обрывистых тел в текущей воде, например, вокруг опор мостов, образуется подковообразный вихрь. [8] Они могут вызвать размыв подстилающих материалов как вверх, так и вниз по течению от пирса. [ нужна ссылка ]
В природе подковообразный вихрь может вызвать подковообразного облака . образование [9]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Милликен, Кларк Б., Аэродинамика самолета , рисунок 1.35.
- ^ Маккормик, Барнс В., Аэродинамика, аэронавтика и механика полета , Глава 3
- ^ «Сарай Вортекс» . Исследовательский центр НАСА имени Гленна . Проверено 24 февраля 2023 г.
- ^ Маккормик, Барнс В., Аэродинамика, аэронавтика и механика полета , Глава 4
- ^ Маккормик, Барнс В., Аэродинамика, аэронавтика и механика полета , рисунок 4.21.
- ^ Пенуорден, AD. Мудро, АФЕ. Ветровая среда вокруг зданий, иллюстрация на обложке
- ^ Кук, Нью-Джерси. Руководство проектировщика по ветровым нагрузкам строительных конструкций, часть 1, рисунок 8.7.
- ^ Даргахи, Биджан (1989). «Поле турбулентного течения вокруг круглого цилиндра». Эксперименты с жидкостями . 8 : 1–12. дои : 10.1007/BF00203058 .
- ^ «В Неваде было замечено невероятно редкое «подковообразное облако», которое отвлекло создателей мемов» . Независимый.т.е . 12 марта 2018 года . Проверено 12 марта 2018 г.
Ссылки
[ редактировать ]- Андерсон, Джон Д. (2007), Основы аэродинамики , раздел 5.3 (4-е изд.), McGraw-Hill, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-0-07-295046-5
- LJ Clancy (1975), Аэродинамика , раздел 8.10, Pitman Publishing Limited, Лондон ISBN 0-273-01120-0
- Кук, Нью-Джерси (1985), Руководство проектировщика по ветровой нагрузке строительных конструкций, Часть 1 , Баттервортс, Лондон. ISBN 0-408-00870-9
- Маккормик, Барнс В. (1979), Аэродинамика, аэронавтика и механика полета , John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк. ISBN 0-471-03032-5
- Милликен, Кларк Б. (1941), Аэродинамика самолета , разделы 1-6 John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк
- Пенуорден, А.Д., Уайз, AFE, (1975) Ветровая среда вокруг зданий , HMSO, Лондон 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