环境流体力学 课件 第五章第三节3点涡_第1页
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点涡直涡线感生的速度场由公式可以看出无线长直线涡的诱导速度在z轴方向没有分量,而且点到涡线的垂直距离h与z无关,即,所以无限长直线涡感生的是平面流场,也就是说可以把无限长的直线涡看成是平面上某一点强度为的平面点涡,因此关于直线涡影响下流体的运动问题可以归结为在点涡影响下的流体的平面运动问题。讨论n条平行直线涡的问题,即相当于讨论n个点涡所引起的平面流动问题。设第i个点涡坐标为

,涡强度是,对于流体中任一点(x,y),该点涡的诱导速度是θθ(xi,yi)(x,y)直角坐标系下分量n个点涡同时存在时,对这一点所产生的诱导速度是点涡如果所考虑的点是n个点涡中第j个点涡所在的点,那么这第j个点涡不对自身产生诱导速度,而其他n−1个点涡则将使第j个点涡产生运动,速度是

对t积分有这n个点涡强度不变,则也不变,因此定义类似于质量惯性中心,称为这n个点涡的涡旋惯性中心。点涡涡对指在流场中存在一对点涡,即n=2的情况。在自然界中存在着涡对,如热带双台风、飞机两翼的尾涡等。下面导出有关的一些表达式,从中可以看到涡对的一些有趣的现象。涡对相互影响所产生的自身运动速度是涡对的涡旋惯性中心是这说明了涡对的涡旋惯性中心在涡对两个点涡的联线上。对于流场中任意点(x,y),涡对产生的诱导速度是点涡综合这几点,就知道涡对相互作用引起的自身运动是绕涡旋惯性中心的旋转运动,其旋转角速度为这说明两个点涡运动速度垂直于其联线,同时也说明了涡对距离每个点涡跟涡旋惯性中心距离保持不变(绕涡旋惯性中心的旋转运动)。

与绝对

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