2010年1月8日 星期五

圓柱後的煙 Flow Past a cylinder

在某個條件以後,流體經過圓柱體後就不在是乖乖的層流了. 各種莫名其妙的流動都出現了! 好懷念的實驗..

相關學術文獻

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scimage 提到...

http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%B9%8D%E6%B5%81

亂流,也稱為紊流,是流體的一種流動狀態。當流速很小時,流體分層流動,互不混合,稱為層流,或稱為片流;逐漸增加流速,流體的流線開始出現波浪狀的擺動,擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加,此種流況稱為過渡流;當流速增加到很大時,流線不再清楚可辨,流場中有許多小漩渦,稱為亂流,又稱為亂流、擾流或紊流。

這種變化可以用雷諾數來量化。雷諾數較小時,黏滯力對流場的影響大於慣性力,流場中流速的擾動會因黏滯力而衰減,流體流動穩定,為層流;反之,若雷諾數較大時,慣性力對流場的影響大於黏滯力,流體流動較不穩定,流速的微小變化容易發展、增強,形成紊亂、不規則的亂流流場。

流態轉變時的雷諾數值稱為臨界雷諾數。臨界雷諾數與流場的參考尺寸有密切關係。一般管道流雷諾數Re<2100為層流狀態,Re>4000為亂流狀態,Re=2100~4000為過渡狀態。

在管路設計中,亂流比層流需要更高的泵輸出功率。而在熱交換器或者反應器設計中,亂流反而有利於熱傳遞或者充分混合.

有效地描述亂流的性質,至今仍然是物理學中的一個重大難題。

有關亂流的舉例

香煙產生的煙。在最初的幾厘米,煙的流場是層流,隨著熱空氣的向上加速,煙就開始變得不穩定形成了亂流。與此類似,空氣中污染的擴散就是由亂流主宰的。

F1賽車高速轉彎時,前車尾部造成的亂流使後車前定風翼下壓力損失約30%。如果距離前車太近,會造成轉向不足。

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