环形涡（烟圈，飞机启动涡）的形成

shirazbj

这有个cfd算出来的：

http://www.applied-scientific.com/MAIN/PROJECTS/NSF00/FAT_RING/Side_Ring_Anim.gif

通流

算的倒是有点像。不过，从结果中，你能找得到原因吗？

这是最典型的例子，说明能够计算不等于明白原理。还是要靠流体力学啊。

周华

原帖由 通流 于 2010-9-11 09:49 发表

                               
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这个说的不清楚。可能也不正确。启动时，与匀速飞行时，尾缘的上下翼面下泄的尾迹到底有什么不同？

启动涡产生当然有一定的条件，这个条件主要就是上下不对称。不对称条件下，上翼面产生的涡量必然不等于下翼面的涡量，相互竞争的结果就是形成一个集中涡。

shirazbj

没仔细看，看可能也看不明白。

这个好像只是算烟圈运动的过程。不解释形成的原因。

有些可能流体力学也解释不了。需要一些瞎想。

周华

再说16楼提到的那个烟圈，在做这个计算时必须在壁面上采用无滑移条件。如果是无粘的不穿透条件，恐怕就无法形成涡圈。

shirazbj

这个是在自由空间的：

LES of the self-propagation of a "fat" vortex ring in free space at infinite Reynolds number, initially perturbed by the wave-number of its most unstable bending mode

standard Smagorinsky LES model

[ 本帖最后由 shirazbj 于 2010-9-11 10:22 编辑 ]

周华

自由空间指的是涡形成以后在自由空间中运动，但是它的喷嘴（即生成位置）总是一个固体边界。

shirazbj

grow inviscidly

[ 本帖最后由 shirazbj 于 2010-9-11 10:30 编辑 ]

shirazbj

“It is quite well-known that when a vortex ring is perturbed sinusoidally in the radial direction around the azimuth of the ring, the perturbations will re-orient themselves along the streamwise direction and, given the proper wave-number, will grow inviscidly in that direction.“

这话是不是说没粘，涡也继续存在（或者说传播）。

周华

对，这个说的就是涡在无粘条件下的运动过程，或者说是传播过程。其中他强调了周向扰动（这里他假定是一个正弦扰动）对涡环形态的影响，这个影响就是用毕奥萨伐公式可以导出的涡环局部的诱导速度，以及在此基础上涡环整体形态的演变。但是上述这段话并没有涉及涡环的生成过程。在生成的时候，比如在吐一个烟圈的时候，粘性是一定要考虑的。

周华

原帖由 shirazbj 于 2010-9-11 10:28 发表

                               
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grow inviscidly

注意是grow而不是generate。

通流

说了半天。到底什么原因，让你觉得没有粘性，就没有涡？

你觉得Klein的解释不对？为什么？
一开始，涡是在平板里面的。只是把平板拿掉后，涡就留下来了。

通流

好像看得人不少，发表意见的很少。

周华

原帖由 通流 于 2010-9-11 13:41 发表

                               
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说了半天。到底什么原因，让你觉得没有粘性，就没有涡？

你觉得Klein的解释不对？为什么？
一开始，涡是在平板里面的。只是把平板拿掉后，涡就留下来了。

等我先把saffman的书找来看看再详细讨论，没有上下文，不知道有些符号啥意思。就机翼的启动涡这个问题而言，飞机停止在地面时，机翼就相当于静止的流体，你把它拿掉后，可以用几何相同的空气来代替。启动以后，就可以用旋涡代替，因为这个时候由于已经产生了启动涡，所以必然有等值反向的涡附着于其上。所谓“拿掉”就是已经把它物理模型化了。

通流

需要把整本书都上传吗?3兆大小。这书看起来挺累的。不过，挺有味道的。想这些很饶人的问题，一点也不回避。