流れの分離と乱流の違いは何ですか？

流れの分離と乱流遷移は完全に異なる現象です。

流れの分離は、流れの逆圧力勾配によって駆動されます。方向。揚力面の上面では、流れは減速し、面の後縁に近づくにつれて遠方界の圧力に戻らなければなりません。そのため、フォイルの上面の裏側近くに逆圧力勾配があります。問題は、この圧力勾配がフォイルのスキンまで境界層に浸透し、スキンの摩擦のために境界層が遅くなっていることです。その結果、境界層の外側の空気が自由流の速度まで減速すると、境界層が間違った方向に流れ、翼の上を前方に流れる可能性があります。流れはどこかに行かなければならないので、泡が形成され、流線が皮膚から離れます。層流境界層は、層流境界層の速度プロファイルのためにこれが発生する傾向があります。

強い逆圧力勾配のある領域も、前縁吸引ピークのすぐ後ろに発生する可能性があります。これは泡を形成する可能性があり、流れはしばしばその後ろに再付着します。一般的な発生の1つは、層流分離気泡が形成され、乱流がその背後に再付着することです。これらは頑固で、揚力対AoA曲線にヒステリシスを生じる傾向があります。

乱流では、より大きな逆圧力勾配が発生する必要があるため、分離が発生する可能性は低くなります。

乱流は自由流速度の関数であり、圧力勾配の関数はわずかです。実際、多くの乱流モデルは、平板の乱流データ（ゼロ圧力勾配）を使用し、圧力勾配を完全に無視します。

したがって、違いは、それらが異なる条件によって引き起こされることです。分離には、境界層をバックアップするのに十分な強さの逆圧力勾配が必要であり、乱流は圧力勾配をあまり気にしません。

コメント

• 滑らかな翼で乱流を作成するには、逆の圧力勾配が必要です。 ‘そのことを忘れないでください
• @Abdullah I ‘このビットを参照していると思います-“すべての境界層は層流として始まります。多くの影響があります。層流境界層を不安定化させ、乱流に移行させる可能性があります。逆圧力勾配、表面粗さ、熱、音響エネルギーはすべて、不安定化の影響の例です。境界層が移行すると、皮膚の摩擦が増加します。これが主な結果です。乱流境界層の。古いリフト損失の神話はまさにそれです—神話。”逆圧力勾配は乱流tに弱い影響を及ぼします
• @Abdullahは、圧力勾配を考慮しない乱流境界層の標準壁関数を、圧力勾配を考慮したものにアップグレードした例です。 – afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/th/node100.htm
• みんな–なぜしないのか’新しい質問をしませんか？ ‘は実際には非常に単純です。逆の圧力勾配は、メインの流れ方向のみの速度を遅くし、クロスフロー速度はそのままにします。したがって、これらはメインフロー速度に対して相対高くなり、移行に役立ちます。また、初期の乱流遷移によるリフト損失がないという”神話”については、グライダーの所有者にWortmann67-170を尋ねてください。翼型と彼らはそれが神話ではないことをあなたに言うことができます。ただし、これらすべてを十分な深さで説明しても、’ここには収まりません。したがって、新しい質問が役立ちます。
• 後退翼では、逆勾配は必要ありません。 。境界層での流れの方向の変化は、遷移をトリップするのに十分です。おそらく、あなたの答えはまっすぐな翼にのみ有効であると付け加えるべきです。

“ああ、この流れは乱流から分離に変わりました”

流れの方向が逆になるポイント。

流れの分離。太字の曲線は表面/翼です。

はい、発生する可能性があります。

乱流と層流の両方が分離する可能性があります。実際、乱流は層流よりも分離する可能性が少ない。これが、航空機の翼に意図的に翼に乱流を発生させる装置がある理由です。

（はい、分離した流れは負の皮膚摩擦を引き起こしますが、大きな圧力抵抗を犠牲にします）

「層流、乱流、分離流の違いを示す（ひどく手描きの）図。

ストールについての説明 失速は、流れの分離によって引き起こされる揚力の減少が、迎え角を大きくして飛行することによって引き起こされる揚力の増加を圧倒する場合です。失速し、流れが分離される程度に比例して、より高い迎え角から得られる利点が減少しますが、流れの分離なしでは失速は発生しません。

実際、多くの翼はで流れを分離しています。

境界層は、衝突する可能性のあるゴム製の車を備えた複数車線の高速道路と考えてください。お互いに。この高速道路は片側に粘着性のある縁石があり、車自体は少し粘着性があるため、その縁石に近い車は近くに行くほど遅くなります。

あるケースでは、車は車線に留まり、縁石のすぐ隣の右端の車線（オーストラリア人、日本人、またはインド人：申し訳ありませんが、左端の車線になります）は最も遅い車両。車がうまく擦れるため、この最も遅い車線から車線が離れるほど速度が上がります。これは層流のようなものです。

現在、交通量が変化し、ドライバーは頻繁に車線を切り替えています。その結果、最も遅い車線の車はスピードを上げる必要があります。新しい車線が最速の車線に時々加わるので、最速の車線の速度が遅くなることはありません。速度は車線間ではるかに均等になりましたが、高速道路全体が広くなり、高速車両でこれらすべての新しい車線に対応できるようになりました。これは乱流のようなものです。

層流では空気の小包はすべて主流方向に流れますが、乱流では多くのクロスフローがあるため、壁との摩擦によりこれらの小包は衝突します。 （高速道路の粘着性のある縁石、写真にとどまるために）それらを遅くしすぎます。これには、新しい高エネルギー区画を絶えず追加する必要があるため、境界層全体が厚くなり、速度プロファイルがより完全になります。

ただし、主な流れ方向に沿った速度勾配が負の場合（たとえば、翼の後部上半分の再圧縮領域）、合流する車線の車は遅くなり、遅い車線も遅くなります。それはまるで、速度制限のシーケンスに従って、速度をMPHだけ下げるように指示しているようです。その後、さらに速度を下げます。縁石の近くの速度（最も遅い車線）がゼロに低下してから逆転した場合、流れの分離が発生しました。これで、最も遅い車線が両方向からの車両でいっぱいになり、隣接する車線の車両がさらに押し出されます。高速道路の幅が爆発します。

これは、車線変更がまったくないか、ほとんどない場合でも発生する可能性があります。結果は同じです。車線変更なしで発生し、ドライバーがその詳細についてさらに下流で考えを変える場合、参加する新しい車は他のすべての車にぶつかり、交通が再び移動します。これは、下流に再付着した層状分離バブルを表しています。

私は分離には乱れた境界層のみが含まれるのか、乱流にはストールなどのより広い外乱が含まれるのか疑問に思いますか？

すべてのフローは後縁で分離します。迎え角が大きすぎると、この分離は厚い翼型では上側で前方に忍び寄るか、薄い翼型では機首近くの吸引ピークを超えて新しい分離が始まります。この分離は、十分に広範囲に及ぶと、揚力の損失を引き起こし、失速を定義します。層流層と境界層の両方でこれが発生する可能性があります。

特殊なケースは、吸引ピークを超えて発生する層流分離バブルですが、その後の乱流への遷移により再付着が発生します。これに続いて、後で乱流境界層を分離することができます。

たとえば、ストールでは、すでに-乱流（バーブリングとして発生することもあります）が分離しますか？

はい。ただし、層流境界層が分離して失速する可能性もあります（主に模型飛行機のスケールで）。以下）。あなたが言及する”バーブリング”は、これが原因ではなく、より大きな乱気流が尾を打つことによって引き起こされます。これは、内翼の後縁近くで大きな分離が見られるが、揚力の損失がまったくないか、ほとんどないことを示しています。この種の乱流は、境界層の乱流とは異なり、はるかに大規模です。

または、停滞を再活性化するように設計された渦発生器境界層、分離を防ぐために乱流を作成することによってそうしますか？

はい。ボルテックスジェネレータは、境界層のトラフィックに高速レーンを追加します。また、遷音速飛行の衝撃の場所を修正するのにも役立ちます。

コメント

• すばらしい。次回飛行機に乗るときは、’翼を見て、小さなゴム製のバンパーカーがいたるところに張り巡らされているのを確認します。 🙂
• さて、英国は言及に値しないということであなたに何をしましたか？ 🙂
• 分子についてはまったく言及しないようにします。乱流と層流はすべて連続体に関するものです。分子はどちらも完全に混沌としている。個々の分子は完全に異なるスケールで問題になり始め、空気中の平均自由行程は約70nmです。流体の小包や粒子が発明されたのには十分な理由があります en.wikipedia.org/wiki/Fluid_parcel
• @VladimirF：はい、それは理にかなっています。私はそれらを”空気の小包”に置き換えました。
• @TooTea：彼らはあまりにも多くの国にこの病気を感染させました道路の反対側を運転するのです。しかし、多分私はアフリカ南部に名誉ある言及をするべきです。