对空气流体的遐想

Leejiangh

周华老师：
  航空航海我都感兴趣，流体中的神秘就更感兴趣了，空气和水都是我们生活离不开的物质，应用上也越来越广泛，空气动力学我没有系统学习过，知识有兴趣比较留意罢了。我认为“流体对速度产生拉性应力”这里面带出有几个问题，不知对大飞机是否有价值。在空气中，假如速度是一个面：
  一.由于拉性应力空气与速度产生了相互吸引（拉是负压），使空气被吸向速度的方向上。
  二.当保持不变的速度在空气中运动（飞行）时，拉性应力产生的吸压使空气吸附在速度的面上运动（有相对运动速度才会产生吸压）而被吸在运动面上空气速度的减小，同时又与被吸空气以外的空气运动速度差，并产生同样的拉性应力，吸引了以外的空气，如此这般，再空气中飞行的面因为速度差，产生了拉性应力，由于拉性应力，又使空气在飞行面上产生压力；如飞行速度极快时，在其面上的压力是很大的（不知道具体数据）
  三.假如飞行器是一个圆柱体（飞机形状）；那在其圆柱体上即产生因速度差产生的拉性应力，并吸附大量的空气在其周围，即飞机的飞行不是它自身在飞行，而是带着一团空气在一起飞行（理论估计，请周老师实验一下）
  四.风洞试验与实际环境问题：不知道真正的风洞试验是如何完成的，要能体现时机的飞行环境，风洞中的空气密度是第一主要标准，其次是相对运动的速度（管道中空气的流动速度）
  五.机翼原理是今天飞机设计制造的主要理论，单从浅中理解他与“拉性应力”形成吸压的理论极为相似，周老师是否花时间研究一下，往往到达目标的路径不是只有一条的。
  六.高速飞行的机体受吸压和速度（风速）因素的共同作用；在机体的周围（贴近机体部分）产生不同的流场，流场的本身也受压力变化及机体表面结构形状的影响。
  本人是通过水下螺旋推进器的设计试验了解流体的部分认识的，以上杂谈请指教。

通流

一个基本的物理：
空气只能压，不能拉。这和固体有本质的区别。
你说的负压只是相对值。既然是相对值，正负并不重要。当然，如果你用绝对压力，那就没有负压了。

周华

说实话没太看懂楼主的意思。一般而言，飞机飞行的时候确实要带动周围流体流动，这也是产生气动阻力的原因。不过有负压的地方不一定把流体全部吸积到它的附近，而应该是改变流体的运动状态，比如使流线发生弯曲等等，这点跟你看到磁铁把铁屑吸积到磁极周围是不同的。

Leejiangh

周华老师很感谢你的回复，老实说不知道该如何表述我想说的，飞机在空气中飞行时，在机体的周围由于拉性应力的作用，使空气的相对速度变慢（又或说使周围的空气有随同飞向方向运动的情况），用垂直于飞行方向的阻力曲线来表示：飞机穿行于阻力线中，阻力线被拉长并重叠于机体的周围，即飞机周围空气的密度增大了，至于飞机飞行时的流体弯曲机翼理论以至相似也在于此，但我认为阻力线产生的气动曲线更加接近实际的气动动力研究。再有是压力扩散造成的阻力线的变化，当飞机穿行于阻力线的过程中，机头部分产生很大的压力，压力的扩散产生很大的气流，强大的气流又补充缓减了被拉长的阻力线。这个过程与船头波有些相似，只是空气是可以压缩的，因为空气可被压缩，即压力扩散时的气流速度与相对飞行速度的空气速度，产生一个合速度在飞机周围，形象的来说：飞机的飞行是在气旋的中心飞行的，气旋是一个套在飞机上的圈，它的旋转是由内向外，就像湍流的漩涡，这些情况对飞机的控制设计是十分重要的，因为空气的密度低，飞机的速度快，如能把控制翼舵设置在空气密度较高，相对速度较快的位置对飞机的可控性有很大的提高。
  水下螺旋推进器是否也能指点一二，本人取了一项专利，可行性需论证。感谢。

周华

模模糊糊还是没看太懂。飞机飞行时头部会出现一个速度为零的点，称为驻点。驻点处的压强确实要大于周围压强。而飞机本身确实可以用一个旋涡代表，飞机周围空气的运动也可以由直匀流和扰动速度叠加得到。飞机的控制面在常规气动构型下就是平尾、垂尾，再加上主翼上的襟翼、副翼。平尾的位置略高于主翼，主要是为了避免受到主翼尾流的干扰。不知这些内容是否是你想表达的，呵呵！

通流

就算LZ有个新理论，新发现，也应该写个让别人能看得懂的东西。思路清晰，文字通顺应该是对任何行业的起码要求。

[ 本帖最后由 通流 于 2010-2-7 22:32 编辑 ]

梅羡仙

对于通流的回答，我很喜欢挑刺，什么叫只能压，不能拉？
把打气筒进气口密封了，再往外拉，你拉得动还是拉不动？拉不动说明你连婴儿都不如，拉得动说明你又在乱放厥词。
顺便给你开开窍，请思考拉动了原因何在？

mumu8888

打气筒这种情况不是外面大气在压他么。

通流

想想气体，液体，固体的分子，晶体结构等就该明白为什么了。
不知道的话，那就复习大学物理吧。

梅羡仙

你老兄就是典型的书呆子，什么都是动辄书上怎么说，你倒是正面回答下，拉密闭打气筒算不算拉阿？？？？？？？？？？？？
对了，教皇大人，那个帖子里的问题好多人都在等待你传教阿，怎么还不答。

[ 本帖最后由 梅羡仙 于 2010-2-8 03:50 编辑 ]

通流

围观的人不少啊。就这个糊里糊涂的主题也成了热门了。

周华

要过年了，我们挨扁让大家开心点，哈哈！

Leejiangh

飞机在匀速飞行时，机头做垂直于阻力线运动，机头产生的压力为△mv，在压力下机头上的空气被压缩，空气的密度增加，而因压力机头上的空气产生扩散，扩散是全方位的，由于正在扩散的空气密度增大了许多倍，即扩散的速度比飞机的速度要小许多倍，由于飞机外围的空气相对速度大于周围许多倍，于是两支△mv（外围与周围气流）的相遇即发生相互拉动的拉性应力，再加上机体本身与其周围的空气也产生拉性应力，如此一层拉一层，使外围的高速气流（靠近机体一定距离内）产生迅速减速并向机体方向靠拢现象。由于外围是高速流，而内（飞机周围）相对密度较大（质量大）是低速流，使外围空气变化率大于周围空气的变化率，即看似一个由内向外的漩流。漩流的形成是由于压力（使空气密度增加）和速度差产生拉性应力导致气流滚动，即密度相对较小的外围空气被周围空气所吸（或拉变形）从而形成了气旋。气旋的产生也说明飞机周围的空气密度高于外围的空气密度，所以说飞机的飞行是带着一团空气在飞行。

Leejiangh

不知道我们的涡扇发动机的设计造制是怎样的原理，气体在高压下释放压力产生极大的喷射速度（压力扩散速度）。但在同样的高压下，气体的密度（压力场内）越小，其喷射速度越快，这一点很重要：即我们可以使燃烧室的温度尽可能最高，使气体的膨胀至最大（降低燃烧室内的相对密度）以取得最佳的喷射速度（最佳压力），这样的发动机效率性是最高的。
   气体流体在压力下扩散，扩散的速度（喷射）与压力成正比，与压力中的气体的相对密度成反比，在设计制造类似气体喷流装置，如何尽可能利用燃烧温度就成了设计制造的关键。如反应室的设置，材料的选用等。
   周华老师和通流感觉看到我有些糊涂。其实我一直都是糊涂的，我的专业是失业，从前所学是会计（电算化之前的），现在又失眠在家，不能待业（62年48岁），爱好是糊涂更迷途，若螺旋推进器有用或者能再就业。

周华

这些内容在空气动力学和航空发动机设计理论中都有详细的定量分析，要是真的对这些问题感兴趣，甚至在做这方面研究的话，建议还是读一读这些基础理论。