【妙趣力学|张华】漫谈影响涡旋的三大物理因素
风流知音【妙趣力学】漫谈影响涡旋的三大物理因素 张华 CFDST(2019)1024
漫谈影响涡旋的三大物理因素
张华
(北京航空航天大学航空科学与工程学院空气动力学系,北京 100191)
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张华教授
作者简介
张华,北京航空航天大学航空科学与工程学院教授,北京市高校教学名师,北京市优秀教师,中国力学学会全国优秀力学教师,北航国家级精品课《空气动力学》优秀主讲教师,北航“我爱我师-十佳教师”,北京力学学会科普委员会副主任,《力学与实践》杂志编委,主要研究方向:旋涡与分离流动,流动控制,激波边界层干扰,风工程,风洞水洞设计。
摘要:从乌干达赤道线上的一个漏斗涡旋演示实验出发,讨论了影响涡旋的三大物理因素彻体力无势性(非保守性)、非正压性、粘性以及相互之间的关系。通过引入科学严谨、直观形象的演示实验,介绍彻体力无势性(非保守性)、非正压性以及粘性等的物理本质,讨论这些因素如何引起涡旋强度的变化、涡旋的产生或消失、涡旋的旋转方向以及各因素的相对重要性等。文中实验演示的现象和讨论的问题包括:地漏涡旋的产生及其转向,气旋和反气旋的产生与气候影响,大气环流、风带与高空急流的形成及对飞行影响,室内热力循环,分层流体的不平衡与恢复,粘性边界层分离,粘性产生与耗散涡旋,机翼起动涡产生升力,等等。
关键词:涡旋,开尔文定理,彻体力无势,非正压流体,粘性
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注:本文是2019年中国力学大会科普分会报告PPT