所謂流線型化是將在流體（例如空氣或水）中運動的物體外形設計成流線型。...因此，流線型化在設計高速運動的運輸工具和武器時得到廣泛套用。
基本介紹
- 中文名：流線型化
- 外文名：streamlining
- 目的：減少摩擦阻力
簡介,參考文獻,
簡介
減小運動物體壓差阻力的外形設計技術。一般說來，流線型是指流體平滑流過而不從表面分離的物體外形。所謂流線型化是將在流體（例如空氣或水）中運動的物體外形設計成流線型。以低於聲速的速度在流體中運動的（亞聲速）物體所受到的阻力有壓差阻力、摩擦阻力和誘導阻力（見流體阻力）。物體流線型化是減小運動物體阻力，特別是壓差阻力的重要措施。例如，當空氣速度為每小時338公里時,流線型機翼所受阻力只有圓柱體所受阻力的1/9.3。因此,流線型化在設計高速運動的運輸工具和武器時得到廣泛套用。
壓差阻力產生的原因可作如下解釋。在沒有粘性的理想流體中運動的物體，由於其前部和後部的壓力合力在運動方向上的分力正好平衡，所以壓差阻力為零（見達朗伯佯謬）。但是，在真實流體中運動時，粘性一般會使物體後部的流動減速並從表面分離，形成壓力較低的旋渦區或尾流（圖1）,因而物體後部的壓力合力在運動方向上的分力小於物體前部的相應分力，出現壓差阻力。流動分離的主要原因之一是物體後部流動減速太快。因此，設計物體外形時，應儘可能使物體後部的流動緩慢減速。 設計亞聲速流線型物體外形的原則是,頭部鈍圓,中部緩慢彎曲，尾部收攏成尖角，而且相對厚度（即垂直於來流方向的最大厚度與沿來流方向的物體特徵長度之比）不宜太大(圖2)。
亞聲速流線型物體的主要阻力是摩擦阻力。但是，當物體（例如機翼）相對於來流的傾角（攻角）較大時，流動仍然從物體表面分離，壓差阻力增加。
當物體在流體中作超聲速運動時，物體前面形成很強的離體激波，從而引起很大波阻(見超聲速流動)。因此，超聲速物體的流線型化必須根據減少波阻這一原則進行。
壓差阻力產生的原因可作如下解釋。在沒有粘性的理想流體中運動的物體，由於其前部和後部的壓力合力在運動方向上的分力正好平衡，所以壓差阻力為零（見達朗伯佯謬）。但是，在真實流體中運動時，粘性一般會使物體後部的流動減速並從表面分離，形成壓力較低的旋渦區或尾流（圖1）,因而物體後部的壓力合力在運動方向上的分力小於物體前部的相應分力，出現壓差阻力。流動分離的主要原因之一是物體後部流動減速太快。因此，設計物體外形時，應儘可能使物體後部的流動緩慢減速。 設計亞聲速流線型物體外形的原則是,頭部鈍圓,中部緩慢彎曲，尾部收攏成尖角，而且相對厚度（即垂直於來流方向的最大厚度與沿來流方向的物體特徵長度之比）不宜太大(圖2)。
亞聲速流線型物體的主要阻力是摩擦阻力。但是，當物體（例如機翼）相對於來流的傾角（攻角）較大時，流動仍然從物體表面分離，壓差阻力增加。
當物體在流體中作超聲速運動時，物體前面形成很強的離體激波，從而引起很大波阻(見超聲速流動)。因此，超聲速物體的流線型化必須根據減少波阻這一原則進行。
參考文獻
1.A. H. 夏皮羅著，談鎬生等譯：《形與流——漫談阻力流體動力學》，科學出版社，北京，1979。（A. H. Shapiro, Shape and Flow, The Fluid Dynamics of Drog, Doubleday, 1961.）
2.詞條作者：吳望一《中國大百科全書》74卷（第二版）物理學詞條：流體力學：中國大百科全書出版社，2009-07：389-390頁
