如果是因为同一时间经过的空气到达机翼另一端时间相同的话,为什么时间会相同的?


时间是不相同的。

上图是我在fluent里对naca5415翼型做的RNS模拟。图中流线的染色依据是时间历程。图中白色的虚线是我根据颜色转折画出的等时间线。从图中可以明显看到,上翼面气流更早达到后缘。

至于升力的来源,目前用得比较广泛的解释是科恩达效应。简单的说,就是流体总是趋于紧贴壁面流动。

假如机翼存在厚度,气流便会沿著机翼表面拐弯。拐弯便会有离心作用,体现在物体表面就是流体的吸力。当上翼面曲率较大的时候,气流拐弯更急,离心效果就更强,吸力也自然更大。这就产生了升力。

有趣的是,科恩达效应只是对流动相对稳定的情况而言的。当机翼改变原有状态产生或增加升力(其实本质上就是增加升力)时,上翼面后缘处气流并不会紧贴壁面流动。相反,气流卷起一个从下翼面卷向上翼面的漩涡并迅速脱落,流向下游。这个漩涡的诱导速度使原本与上翼面分离的气流附著到壁面上,并遵循科恩达效应做它该做的事情。

这个漩涡就是「启动涡」。它可以通过比较简单的水洞+染色线实验就能观察得到。

下面盗用一下 @陈其昌 用Xflow做的某翼型启动涡的视频


你这个问题其实可以转化为下面的问题:

水沿蓝箭头的方向流过管道,管道中有一斜板(红色线段)将管道分为上下两部分,问是斜板的上表面流速高,还是下表面流速高?

我认为,假设上通道最窄处与下通道最窄处的面积是一样的,那么就是斜板上表面流速高。因为是同一根管道,所以管道上游的压力是一样的。在同样压力下,斜板上表面比下表面更容易流动。


前几天看到中科院物理所的一条推送,发现刚好可以解决题主的疑惑,顺便来答一下。

飞机为什么能飞起来?直到今天,科学家仍然没有答案?

mp.weixin.qq.com图标


如果能搞清楚,这是一个可以拿诺贝尔物理学奖的问题。


简单解释:

因为单位时间内,上表面和下表面流过的气体体积应该是一样的,也就是流量相同,但上表面气流流经距离比较长,故而速度快。

更细致一点:

考虑相对情况,即风流经不动的机翼,在机翼下方,机翼接近平面,空气流速不变,机翼上方,最靠近机翼向前吹的风在机翼凸起处会被阻拦而向上偏,从而挤压上部气流,正如水管堵住部分开口水流的流速会变快一样,由于机翼上方有凸起,流经的气流会互相挤压,从而流速增大。


流体力学中的一个比喻,真实状况如今还未完全搞明白---流体力学对此还没有具体明晰的数学公式,基本还停留在实验(经验)所得。

1、流体设计的目的就是要是流经物体外表各方面的空气或液体能同时到达尾部--流线型设计核心,在水槽及风洞中可以直观观察到。

2、若非同时到达,就会产生涡流现象,也可以观察到---目前流体力学分析最难的就在这里


推荐阅读:
相关文章