ボーダーシフトデタッチメント-Wikipedia

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境界層(a)と移動湖(b)を備えた車(赤)の周りの流線(青)の電流。この時点で、電流が再びオンになります。

境界シフト終了 は、囲まれた身体の輪郭の流れを流す流れの機械的効果です。右側の図を参照してください。トランスファーポイントの下流(a)層流メインフロー(青色の流線)とボディコンター(黒)の間に乱流エリア(ライトブルー)の間に形成されます。 トトワッサー また トレーリング 専用。 [初め] 身体の十分な範囲で、電流は他の場所(c)に身体に置くことができます。乱流エリア(b)は、転送と再bonusの間の1つを形成します 湖を移動します

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境界層は、しばしば望ましくない、時には劇的な効果を持つフロータイルの原因です。翼の境界層は浮力を減らし、航空機の衝突につながる可能性があります。ジェットエンジンには境界層もある可能性があり、ドライブパワーが崩壊する可能性があります。空力的には、分離は腰電流領域を引き起こし、流れ抵抗を増加させます。これは、飛行機、自動車、船で大部分が歓迎されますが、エアブレーキ、ケーススクリーン、またはドライブバンカーで歓迎されます。

翼の翼プロファイルの上部にある境界シフト剥離。

攻撃の角度が増加する翼のプロファイルの周りの空気の流れを見ると、プロファイルが最初に花が咲いていることがわかります。攻撃の角度が大きすぎない特定の角度では、電流はプロファイルの輪郭から溶解し、特定の実行ルートの後に傾けます。交換と再確立の間に1つありました 層状交換 電流が置き換えるまで層状であるため、形成されます。

どちらの場合も、圧力上昇の領域で除去が作成されるため、プロファイルの最も厚い点の後ろで観察できます。最も厚い点では、圧力は最小で、下流に上昇します。逆に、プロファイルの最も厚い点に最大値がある速度は、圧力の上昇と電流が運動エネルギーを放出することにより下流に遅れます。背圧が十分に大きい場合、電流が不安定になり、乱流と移動湖が形成されます。

境界層のエネルギーの損失は、プロファイルの輪郭を広げるときに電流の剥離の理由と見なすことができます。一定の実行長の後、電流はプロファイルの輪郭に従うことができなくなり、電流が輪郭を離れて置き換えるようにします。壁の近くでは、流体要素の速度が乱流で高くなります(図の「流速」を参照)。圧力に向かって走ることができるようにし、輪郭に続き続けることができます。ただし、この運動エネルギーの濃縮は、流れ抵抗が増加しています。

翼の周りの流れは、境界シフトの剥離によって妨げられているため、航空機の飛行性能に悪影響を及ぼします。プロファイルの攻撃角が大きいほど、現在の電流が上部から溶解し、適用できなくなるまで溶解します。「境界シフトデタッチメント」を参照してください。これにより、流れがある流れの解体は、航空機の衝突につながる可能性があります。

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乱流の助けを借りて、境界シフトの流れを故意に乱るものにすることができます。乱流は衝動交換を増加させます。その結果、壁の近くで電流がよりエネルギー効率が高くなり、プロファイルの輪郭がより簡単に続くことができ、移動湖が防止されます。ただし、移動湖の位置は攻撃の角度に依存するため、攻撃角範囲全体にわたる翼表面の乱流剤の一般的な最適な点を明確に決定することはできません。翼の上部では、プロファイルのジオメトリにより、角度エリア全体の翼の分離の面積が大きすぎるため、現在の乱流を強制することは意味がありません。乱流を使用する場合、スローフライトでの優れたフライトパフォーマンスとクイックフライトの妥協点は、プロファイルの下側に配置することで実際にアクセスできます。これは、クイックフライトでのみ作成されます。つまり、添付ファイルの角度が低いです。

スリムの場合、メインフローと十分に大きなレイノルズ数に強く傾いていない場合、媒体の粘度は、フローフィールドの大部分で無視できます。いかなる状況でも、壁の近くの粘度の影響はありません。この境界層の厚さは電流で非常に小さくなりますが、囲まれた体の摩擦抵抗を形成し、圧力抵抗とともに体の流れ抵抗です。体の流体要素(刑務所の状態)は、体に直接接着され、境界線内では、その速度は主要な流れのバランスとバランスが取れています。圧力は境界層の厚さにわたってほぼ一定であり、主要な流れに感銘を受けます。 [2]

層状境界シフト終了 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

プレート(灰色)の境界層(青い線の下)、流線(赤みを帯びた)、転送点A、壁の平行速度を伴うプレート(灰色)の回転

低い粘度のある液体(液体またはガス)では、ポテンシャルエネルギーが重要ではない静止電流では、運動エネルギーと静圧の合計である総圧力が流線に沿って一定です。静圧は、電流とともに移動された流体要素が感じる圧力です。静圧が流れの方向の壁の近くで上昇すると、主要な流れが遅れ、壁に近い流体要素が遅くなると摩擦によりさらに遅くなります。遅延が十分に大きい場合、逆電流領域(イラストオレンジ、右端に)があり、電流は壁から分離します。で 転送点 Aは特定の角度で壁(赤)を離れます。レイノルズ数が大きすぎない場合、境界層はすでに置き換えられますが、それは1つ 層状境界シフト終了 定義されています。ただし、この時点では、電流は不安定であり、しばしば乱流電流に変換されます。トランスファーポイントは、壁の平行速度の勾配が壁にある場所です 壁に垂直に(y方向に)消えます:

水平速度コンポーネントを示す底から上部へと走る厚い黒い線をご覧ください。ニュートンの流体では、壁の突き出し電圧はこの速度勾配に比例しているため、移動点でゼロです。 [3]

乱流の境界シフト終了 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

層流の電流(a)および乱流電流(b、c)、平均(b)、または現在(c)のパイプ内の流速速度

レイノルズの数が多いと、乱流の境界層が移動点の後ろに始まります。これは、椎骨(プレートの流れの図の青い線)によって見つかります。よりかさばる流量プロファイルのため、乱流電流は高速にあり(右側の図を参照)、流体要素の衝動が高くなります。このインパルスにより、流体要素は圧力を長くするために走ることができます。したがって、交換は層の境界層よりも遅れて発生します。球体の流れ抵抗係数の突然の減少は、RE = 4・10で大きさだけで減少します 5 境界層の乱流が説明されている場合、ボールの余裕が長くなるため、乱流のフォローアップは低圧で狭くなるため、圧力抵抗が突然減少します。 [4]

圧力が十分に増加すると、輪郭の乱流境界層が続くことができなくなり、最終的には乱流の境界シフト剥離につながります。

電流の補強 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

トランスファーポイント(a)、トランスファーレイク(b)、および再確立(c)で角を曲がった周りのチャネルの流れ

境界シフトの終了は、圧力の反対の増加にその原因があり、この原因が消えた場合、電流もレイアウトできます。これは、たとえば、膝を通る電流が発生した場合に当てはまります。右側の図を参照してください。電流の外側半径の速度が低下し、圧力はベルヌーリの圧力方程式に従って増加し、トランスファーロッジ(b)につながります。膝の後ろで、速度が再び増加し、圧力が低下します。電流が戻ってきます。膝の前と同様の剥離も、狭くなるパイプの前に形成される可能性があります。パイプの狭い領域では、質量の流れが一定になると速度が増加し、静圧が低下し、電流が再びそこにあるようにします。

周期的な分離 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

Kármánの椎骨などの周期的な椎骨溶液は、特定の周波数の等しく周期的な圧力分布のために構造に周期的な力を引き起こします。刺激周波数が構造の周波数と一致する場合、構造の損傷につながる可能性のある共振効果が発生します。十分に高い頻度で、このような周期的な分離は、可聴サウンドを生成することもできます。

転送料金での不安定性が交換によって引き起こされる音響音フィールドによってトリガーされる場合、周期的な分離の音放射も発生する可能性があります。このフィードバックは、高レベルの音でホイッスルトーンにつながる可能性があります。

このようなサウンドソースは、SO -Calledによって実行できます 乱流 避けてください。

交換の形成は、特にレイノルズ数からのものです

依存、つまりフロー速度に依存します

{displaystyle v}

、フローフィールドの特徴的な長さ

l {displaystyle l}

(また、曲率の半径になることもあります)、運動学的粘度 n 、動的粘度η=ν・ρおよび/または培地の密度ρ。一般に、流れ方向のチャネルまたは十分なスリムな合理化された体の輪郭の段階的な拡張により、圧力上昇への外部電流の加速と電流が残ることが生じます。

自然と技術では、上記の要件を遵守できない場合、流れの流れを遅らせるか防止するための多くの調整があります。利点と同様に、鳥のアルラは低速で遅延剥離を引き起こします。風のトンネルの反射シャベルは、内部電流の流れ溶解を防ぐことになっています。孤立したメガネを吸い取り、壁に近い壁の脈拍は吹くことで増加することができます。これは、境界層の懸念の両方を促進します。

乱流の境界層は、層状よりも高い流量のために境界層を置き換えるため、テニスとゴルフのボールには、乱流としての電流のより長い懸念を確保する毛皮またはへこみがあり、圧力抵抗を減らし、ボールがより速く飛ぶようにします。各壁には、乱流の境界層の下であっても、層流のサブ層もあります。粗さがこの下層階級に注ぐときにのみ、境界層、摩擦抵抗、電流に影響を与えます。ただし、下層が粗さを完全に覆う場合、壁は「水力的に滑らか」です。

  • H. Oertel(hrsg。): フロー理論を通じてプラントルリーダー 。基本と現象。第13版。 Springer Vieweg、2012年、ISBN 978-3-8348-1918-5。
  • F.ダースト: フローメカニックの基本 。 Springs、2006、ISBN 3-540-31323-0。
  1. 物理学の辞書。 の: Spektrum.de。
  2. Oertel(2012)、p。113およびp。276
  3. Oertel(2012)、p。113
  4. Oertel(2012)、p。116
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