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马蹄形涡漩

【马蹄形涡漩】基础信息( 英文,繁体)

【马蹄形涡漩】是什么意思

在涡轮机(turbo machinery)内部常可见到一个阻碍物附着于一个平板上之接触处会有马蹄形涡漩产生。此涡漩会对机件的热对流特性有局部化热点(localized hot spot)存在,最后则伤害到涡轮机,并形成水头之损失。在阻碍物前缘端存在有逆向压力梯度(adverse pressure gradient),致使逼近的边界层内平均剪力将被扭曲和打斜,在前缘端边界层剥离,并反卷成一个侧向漩涡,由接触处离开的流体未被扰乱,而顺绕着阻碍物周围卷成了两支径向涡流管。若涡流管未有被阻碍物后面的尾流所破坏,则会在边界层内形成一对互向旋转的马蹄形漩涡。又,砂纹之河床上,往往由流速之分布卷成涡管(vortex tube),当其被卷升遂形成马蹄形涡(管),升至水面而爆破,是一种河川下游水流中乱流(turbulence)之重要来源(Theodersen, 1955; Kline et al, 1967, 1975)。如台湾省浊水溪下游河流中,经常发现其存在。在有限机翼气动理论中,因机翼后缘产生涡漩尾流(trailing vortices),最后在翼尖(wing tips)下游形成两股较大强度的翼尖涡漩。依据黑姆荷兹涡漩原理(Helmholtz vortex theorem),由机翼飞行所形成的流场,可视为由自由气流(free stream)和一马蹄形涡漩所构成,而马蹄形涡漩则由两股翼尖涡漩和束缚涡漩(bound vortex)所组成。

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