Подковообразный вихрь, вызванный (чисто теоретическим) равномерным распределением подъемной силы по крылу самолета. Также показан стартовый вихрь.Согласно теории подъемной линии , любое изменение распределения подъемной силы по размаху приводит к образованию вихря . Также показан стартовый вихрь.Реалистичное распределение подъемной силы приводит к устранению сложной завихренности позади самолета.
Модель подковообразного вихря представляет собой упрощенное представление вихревой системы, присутствующей в потоке воздуха вокруг крыла . Эта вихревая система моделируется связанным вихрем (привязанным к крылу) и двумя висячими вихрями , поэтому имеет форму, отдаленно напоминающую подкову . [1] [2] Начальный вихрь образуется , когда крыло начинает двигаться в жидкости. Этот вихрь рассеивается под действием вязкости [3] так же , как и вихри, которые в конечном итоге рассеиваются далеко позади самолета.
Модель подковообразного вихря нереалистична, поскольку она предполагает равномерную циркуляцию (и, следовательно, согласно теореме Кутты-Жуковского , равномерную подъемную силу) на всех участках размаха крыла . В более реалистичной модели, теории подъемной линии , сила вихря варьируется по размаху крыла, и потеря силы вихря проявляется в виде вихревого полотна по всей задней кромке, а не в виде отдельного следа на законцовках крыла. [5] Тем не менее, более простая модель подковообразного вихря, используемая с уменьшенным эффективным размахом крыла, но с той же циркуляцией в средней плоскости, обеспечивает адекватную модель потоков, возникающих вдали от самолета.
Термин «подковообразный вихрь» также используется в ветротехнике для описания структуры потока, создаваемой сильным ветром вокруг основания высотного здания. Этот эффект усиливается наличием невысокого здания с наветренной стороны. Этот эффект изучался в Британском научно-исследовательском институте строительства в период с 1963 по 1973 год [6] , а причина эффекта описана в современных учебниках по ветротехнике. [7]
В гидродинамике вокруг обрывистых тел в текущей воде, например, вокруг опор мостов, образуется подковообразный вихрь. [8] Они могут вызвать размывание грунта как вверх, так и вниз по течению от пирса. [ нужна цитата ]
^ Пенуорден, AD. Мудро, АФЕ. Ветровая среда вокруг зданий, иллюстрация на обложке
^ Кук, Нью-Джерси. Руководство проектировщика по ветровым нагрузкам строительных конструкций, часть 1, рисунок 8.7.
^ Даргахи, Биджан (1989). «Поле турбулентного течения вокруг круглого цилиндра». Эксперименты с жидкостями . 8 : 1–12. дои : 10.1007/BF00203058.
^ «Невероятно редкое« подковообразное облако »было замечено в Неваде, и оно отвлекло создателей мемов» . Независимый.т.е . 12 марта 2018 года . Проверено 12 марта 2018 г.
Рекомендации
Андерсон, Джон Д. (2007), Основы аэродинамики , раздел 5.3 (4-е изд.), McGraw-Hill, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-0-07-295046-5