库塔-儒可夫斯基定理和翼型

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库塔-儒可夫斯基定理和翼型之间的区别

库塔-儒可夫斯基定理 vs. 翼型

库塔-儒可夫斯基定理（Kutta–Joukowski theorem）是空气动力学的基本定理，計算在機翼或是二維物體（例如圓柱）在均勻流體中的升力，且此流場的速度夠快，使物體的速度場是穩定及無分離的。定理是有關一個正圓柱的升力以及圓柱和流體之間的相對速度、流體密度以及环量。库塔-儒可夫斯基定理得名自德國科學家及俄國科學家尼古拉·葉戈羅維奇·茹科夫斯基，他們在二十世紀初首次提出這様的概念。库塔-儒可夫斯基定理是考慮壓力及升力的無粘性理論，不過在典型的空氣動力學應力時，可以模擬實際的黏性流。 环量定義為流體速度沿著曲線的柱形物體，在繞著圓柱或機翼一周的線積分，其速度的大小及方向會沿著路徑而改變。 库塔-儒可夫斯基定理建立升力和环量的關係，類似馬格努斯效應建立旋轉和側向力的關係一樣。不過此處的环量不是因為機翼的旋轉而產生，而是因為以下提及的機制而產生。由於機翼的存在，氣流的變化可以視為平移流場及旋轉流場（渦旋）的疊加。此旋轉流是由翼型的外傾角、攻角及銳利的後緣角所產生，不同於外形像龍捲風的渦旋。若離機翼夠遠時，旋轉流可以視為是由渦旋所引發的，渦旋的中心線平行二維平面。在描述機翼的库塔-儒可夫斯基定理時，一般會假設機翼是圓柱形或是其他的茹科夫斯基翼型。. 翼型或稱翼剖面，是指机翼、风帆、螺旋桨、直升机旋翼、涡轮的横截面形状。翼型可以改變力的方向，例如可以把平行方向的推力轉換為升力，或是將水平方向的旋轉力矩轉換為垂直方向的推力。 翼型的升力主要来自翼型的形状和迎角（或称之为攻角），有合适的迎角的翼型会对来流产生扰动，由此产生一个与扰动相反方向的力，称之为气动力。气动力可以被分解为升力和阻力，与来流方向垂直的合力称之为升力，与来流方向平行的的合力称之为阻力。大多数翼型需要在正的迎角下才产生升力，但是有弯度翼型在迎角为0的情况下也能产生升力。来流在受到扰动后，在翼型表面附近出现了弯曲的流线，因此在翼型的两个表面产生了不同的压力。根据伯努利定律，在流速快的地方压力小，流速慢的地方压力大，因此，可以根据上下表面的流速差来计算翼型的升力。实际上,引入环量的概念后，根据库塔-儒可夫斯基定理就可以计算出翼型的升力。 Category:航空术语 Category:空气动力学.

伯努利定律

伯努利原理（Bernoulli's principle），又稱柏努利定律、白努利定律（Bernoulli's Law），是流體力學中的一個定律，由瑞士流體物理學家丹尼尔·伯努利於1738年出版他的理論《Hydrodynamica》，描述流體沿著一條穩定、非黏性、不可壓縮的流線移動行為。 在流體動力學，伯努利原理指出，無黏性的流體的速度增加時，流體的壓力能或位能（勢能）總和將減少。 伯努利原理可以應用到不同類型的流體流動，從而是可廣泛套用的伯努利方程表示式。事實上，有不同類型的流的伯努利方程的不同形式的。伯努利原理的簡單形式是有效的不可壓縮流動（如最液體流動），也為移動可壓縮流體（如氣體）在低馬赫數（通常小於0.3）。更先進的形式可被應用到在某些情況 ​​下，在更高的馬赫數（見伯努利方程的推導）可壓縮流。 伯努利定律可以從能量守恆定律來推演。說明如下：在一個穩定的水流，沿著直線流向的所有點上，各種形式的流體機械能總和必定相同。也就是說，動能，位能，與內能的總和保持不變。換言之，任何的流體速度增加，即代表動態壓力和單位體積動能的增加，而在同時會導致其靜態壓力，單位體積流體的位能、內能等三者總和的減少。如果液體流出水庫，在各方向的流線上，各種形式的能量的總和是相同的；因為每單位體積能量的總和（即壓力和單位體積流體的重力位能 \rho g h的總和）在水庫內的任何位置都相同。 伯努利原理，也可以直接由牛頓第二定律推演。說明如下：如果從高壓區域往低壓區域，有一小體積流體沿水平方向流動，小體積區域後方的壓力自然比前方區域的壓力更大。所以，此區域的力量總和必然是沿著流線方向向前。在此假設，前後方區域面積相等，如此便提供了一個正方向淨力施於原先設定的流體小體積區域，其加速度與力量同方向。此假想環境中，流體粒子僅受到壓力和自己質量的重力之影響。先假設如果流體沿著流線方向作水平流動，並與流體流線的截面積垂直，因為流體從高壓區域朝低壓區域移動，流體速度因此增加；如果該小體積區域的流速降低，其唯一的可能性必定是因為它從低壓區朝高壓區移動。因此，任一水平流動流體之內，壓力最低處有最高流速，壓力最高處有最低流速。.

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环量

环量是流体的速度沿着一条闭曲线的路径积分，通常用\Gamma来表示。如果\mathbf是流体的速度，\mathbf是沿着闭曲线C的单位向量，那么： 环量的量纲(因次式)是长度的平方除以时间。.

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机翼

机翼是为固定翼航空器（包括飞机和滑翔机）提供升力的主要部件，模仿鳥類的翅膀，維持其在空中的穩定飛行以及提供必要的操纵力。机翼上通常安装有固定翼航空器的主操纵面－副翼，以及辅助操纵装置襟翼。.

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