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水流阻力形成原因及构成

2022/07/16270 作者:佚名
导读:由于水流的黏滞性,固体壁面具有无滑移条件。黏附于固体壁面的流体质点与固体壁面之间并无相对运动,而是这一层流体质点与其邻近流体质点之间存在相对运动,可见摩擦力存在于流体内部为内摩擦力。最靠近物面处水流的内壁摩擦力的合力形成水流与物面之间的摩擦阻力。 绕物体运动的水流边界层发生分离时,分离点上游将形成一个低压旋祸区,称为尾迹。与理想流体绕流相比,物体在这一区域接触面上的压强将有所降低。实际水流中绕流物

由于水流的黏滞性,固体壁面具有无滑移条件。黏附于固体壁面的流体质点与固体壁面之间并无相对运动,而是这一层流体质点与其邻近流体质点之间存在相对运动,可见摩擦力存在于流体内部为内摩擦力。最靠近物面处水流的内壁摩擦力的合力形成水流与物面之间的摩擦阻力。

绕物体运动的水流边界层发生分离时,分离点上游将形成一个低压旋祸区,称为尾迹。与理想流体绕流相比,物体在这一区域接触面上的压强将有所降低。实际水流中绕流物体上游面与下游面的压差,形成了压差阻力。边界层的分离与接触面上的压强分布主要决定于物体本身的形状,因而压差阻力也可称为形状阻力。

摩擦阻力与形状阻力组成绕流阻力。对于流线型物体,边界层将不发生分离或分离点已靠近物体的尾部,尾迹区域减小,从而形状阻力减小,摩擦阻力在绕流阻力中将占主要地位。对于非流线型物体特别是钝形物体,形状阻力成为绕流阻力的主要部分。

有限翼展翼型或其他非二维物体在水流绕流中产生举力时,翼型后面将形成沿流动方向向下游伸展的尾涡(自由涡)。由尾涡诱导而产生下洗流动,从而产生沿流动方向的阻力称为诱导阻力。

物体在水流中的加速运动或水流绕物体的不恒定流动,都会由于水流的惯性而产生附加的阻力,通常用某个假设的附加质量与物体加速度的乘积表示。这个附加阻力称为惯性阻力。

物体在具有自由水面的水中运动时,物体后生成重力波,为维持重力被作功所引起的阻力称为被阻。例如船舶在水面上航行时产生水波,由此而产生的阻力称为兴被阻力 。

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