黏性壓差阻力

黏性壓差阻力是指因氣流黏性作用引起物面壓力分布變化所形成的阻力。

產生壓差阻力的根本原因也是空氣黏性。如果空氣沒有黏性，它流過物體時就不會產生摩擦，也就不會損失它的能量而停止流動，並產生氣流的分離。

所以，為了減少壓差阻力，應儘可能地將與氣流接觸的部件做成流線形。 另一方面，同樣外形的物體，如迎風面越大，作用在上面的壓力差也越大。所以，我們在注意外形的前提下，還應盡越能地減小迎風面面積。

基本介紹

• 中文名：黏性壓差阻力
• 外文名：viscous pressure drag
• 套用學科：空氣動力學
• 產生原因：氣流黏性作用
• 特點：物面壓力分布變化所形成的阻力
• 減小措施：流線型或減小迎風面面積

飛機的阻力

空氣動力沿氣流方向的分力阻礙飛機在空氣中前進的力稱為阻力，機翼的阻力包括壓差阻力、摩擦阻力和誘導阻力。
壓差阻力：相對氣流流過機翼時，機翼前緣的氣流受阻，流速減慢，壓力增大；而機翼後緣氣流分離，形成渦流區，壓力減小。這樣，機翼前後產生壓力差形成阻力。這個阻力稱為壓差阻力。 這點可以作如下理解：高速行駛的汽車後面時常揚起塵土，就是由於車後渦流區的空氣壓力小，吸起灰塵的緣故。
摩擦阻力：在飛行中，空氣貼著飛機表面流過，由於空氣具有粘性，與飛機表面發生摩擦，產 生了阻止飛機前進的摩擦阻力。
誘導阻力：伴隨升力的產生而產生的阻力稱為誘導阻力。誘導阻力主要來自機翼。當機翼產生升力時，下表面的壓力比上表面的壓力大，下表面的空氣會繞過翼尖向上表面流去，使翼尖氣流發生扭轉而形成翼尖渦流。翼尖氣流扭轉，產生下洗速度，氣流方向向下傾斜，形成洗流升力亦隨之向後傾斜。日常生活中，我們有時可以看到，飛行中的飛機翼尖處拖著兩條白霧狀的渦流索。這是因為旋轉著的翼尖渦流內壓力很低，空氣中的水蒸汽因膨脹冷卻，凝結成水珠，顯示出了翼尖渦流的軌跡。
干擾阻力：飛機飛行中各部分氣流互相干擾所引起的阻力稱之為干擾阻力。

定義

黏性壓差阻力是指因氣流黏性作用引起物面壓力分布變化所形成的阻力。

流體的黏性

假設有一股直勻流（速度均一，方向和大小不變），順著流動方向放置一塊無限薄的平板，流體的實際速度黏性流體流過物面時的速度分布分布就變為右圖所示。流體在沒有流到平板以前速度原是均一的，一流到平板上，直接貼著平板的那層流體速度降為零（即滿足物面無滑移條件）；沿著法線向外，流體速度逐漸由零變大（即存在速度梯度），直到離平板相當遠的地方流速才和原來沒有顯著差別。

生活中，比如河裡的流水，靠岸處的水流就比河中心的水流慢些。

黏性的本質

流體分子在不停地進行著不規則的熱運動，不論流體是靜止狀態還是流動狀態。這種不規則的熱運動會使不同流層中的氣體質量進行交換，而流體各層速度不同的話，鄰層的兩個流體分子的動量也不同。鄰層之間既有質量交換，必有動量交換。快層流體分子由於熱運動跑到慢層流體分子中，便從快層流動帶走一份動量到慢層流動里，從而加快了慢層流體流動；反之，慢層流體分子由於熱運動跑到快層流體分子中，便從慢層流動帶走一份動量到快層流動里，從而減慢了快層流體流動。

所以，黏度只決定於分子的熱運動速度，而流體的溫度正是分子熱運動的動能的一個直接標誌，因此同一流體的黏度只決定於流體的溫度，而與壓強無關。

液體和氣體的動力黏性係數隨溫度變化的趨勢相反，因為它們產生黏性的物理原因不同，前者主要來自於液體分子間的內聚力，黏度與溫度成正比；後者主要來自於氣體分子的熱運動，黏度與溫度成反比。

壓差阻力

壓差阻力簡稱壓阻，是物面壓力所引起的阻力。

“壓差阻力”的產生是由於運動著的物體前後所形成的壓強差所形成的。壓強差所產生的阻力就是“壓差阻力”。壓差阻力同物體的迎風面積、形狀和氣流中的位置都有很大的關係。

黏性與阻力

產生壓差阻力的根本原因也是空氣黏性。如果空氣沒有黏性，它流過物體時就不會產生摩擦，也就不會損失它的能量而停止流動，並產生氣流的分離。空氣的黏性無法消除，那么如何減少壓差阻力呢?可從兩個方面著手。氣流的分離雖然不是壓差阻力的根源，但它直接引起了壓力差的產生。如果氣流在機身上分離得越晚，分離後的氣流速度越慢，機身後端的壓力就越高，壓差就越小。因此推退氣流分離可減小壓差阻力。要知道，氣流流過不同形狀的物體時，其分離情況是不同的:氣流流過垂直於氣流的平板邊緣後就開始分離，壓差阻力很大，氣流流過圓球時的分離比平板晚，壓差阻力也比平板小;氣流流過流線形物體時分離得很晚，壓差阻力就很小。所以，為了減少模型的壓差阻力，應儘可能地將與氣流接觸的部件做成流線形。 另一方面，同樣外形的物體，如迎風面越大，作用在上面的壓力差也越大。所以，我們在注意外形的前提下，還應盡越能地減小迎風面面積。