Qu'est-ce qu'un Vortex Filament?

February 16

Qu'est-ce qu'un Vortex Filament?


Dans l'aéronautique, un filament de vortex est une construction théorique utilisé pour construire des modèles en trois dimensions des flux d'air de manière sur et autour des ailes et des fuselages avions. Si vous pouvez imaginer un mince tube à l'intérieur duquel le flux d'air a un ensemble vorticité et de la circulation, vous pouvez imaginer un filament de vortex. Il y a plusieurs propriétés inhérentes aux filaments de tourbillons qui ont été d'abord proposée par Helmholtz en 1858.

Constant Force Vortex

Dans une situation fluide, une ligne de vortex circule constamment; en d'autres termes, le mouvement ne change pas dans un état idéal. En raison des effets du monde réel de la viscosité, cependant, le vortex se décomposera au fil du temps, à venir pour ressembler à une tornade. La fin est plus forte sur le terrain; comme il va dans l'air, il se diffuse comme il élargit,

Infini Longueur

Encore une fois, dans un vide, un vortex ne se terminerait à moins qu'il ne frappe une limite. Toutefois, l'action de l'air et du fluide permettent le tourbillon d'élargissement à une extrémité; encore une fois, imaginez une tornade. Le sol agit comme une frontière; la fin unbounded perd simplement la cohésion et ouvre.

Loi de Biot-Savart

Si vous avez déjà été près d'une tornade, vous savez que le vortex à l'intérieur, il génère une quantité considérable de la vitesse. La formule pour cela, dans un cas bidimensionnel, est la suivante:

vitesse = circulation / 2 pi r,

où r est le rayon du vortex. Dans un tourbillon en trois dimensions, cependant, certains calculs sont nécessaires: la vitesse est égale à l'intégrale de la circulation fois le rayon de la valeur absolue du rayon élevé à la troisième puissance, le tout divisé par 4 * pi.

Inertie

Comme avec de nombreux objets sur la terre, les tourbillons suivent également les principes d'inertie. En d'autres termes, si un tourbillon crée un flux dans une certaine direction, des tourbillons auxiliaires qui surgissent dans le sillage de ce vortex vont suivre.