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渦漩追蹤技術
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在流動可視化(flow visualization)實驗中,必須利用各種方法使流場中的渦漩可以很明顯的被看到,以便記錄其形態、位置及隨時間的軌跡變化。這種技巧即為渦漩追蹤技術。常用的方法包括:
1.染料法:將染料放入流體(通常為液體)中,使渦漩形狀顯現。 2.煙霧法:原理與染料法相同,但用在氣體中。 3.質點法:將重量很輕的金屬粒子放入流體中,再利用光源(如雷射)照射,使渦漩顯現。 |
渦漩片模式
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即利用渦漩片(vortex sheet)的方式描述流場之意。而所謂的渦漩片可由圖的不連續的速度分佈說明之。甲速度分佈與乙速度分佈為兩個同向、平行但大小不一樣之速度場,當兩者平行接觸時,會在接觸面產生渦列,渦列之厚度與兩者之速度差有關,速度差愈大者其厚度亦愈大;反之,當速度差趨近於零(速度梯度不為零)時,其厚度可視為一薄片,唯因速度梯度不為零,渦漩仍存在,故以渦漩片稱之。以之描述流體粒子的運動情形者即稱為渦漩片模式。一個常見的例子是邊界層的現象可以用幾個渦漩片的交互作用模擬之。
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線渦漩
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流體相對應於一直線或曲線做圍繞流動,流動的流速反比於與此直線的垂直距離,所以在此直線上將有無限大的漩渦。此流場中的直線或曲線即稱為線渦漩,其流動為非旋轉渦漩流(參見irrotational flow)的一種。
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渦度張量
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流體有旋轉運動時,可用一渦度張量來度量其局部轉動的情形,此渦度張量(w)可用下式定義之:
w=▽v-(▽v)T 其中,v為速度向量,在直角分佈系上可表示為: v=vii+vjj+vkk ▽為梯度向量,在直角分佈系上可表示為: ▽=(∂/∂xi)i+(∂/∂xj)j+(∂/∂xk)k 上二式中,xi,xj,xk為直角分佈系之分佈;i, j, k為在xi,xj,xk方向之單位向量;vi,vj,vk為在xi,xj,xk方向之流速分量;(▽v)T為(▽v)的轉置矩陣。 因此在直角分佈系上,渦度張量的第... |
渦度源
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在流場中,能使流體渦度增加的機制稱為渦度源。(參見vorticity sink)。
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舞袖渦螺
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殼長約14-16公分,殼厚,殼形約呈倒三角形,螺塔成圓錐形,胚殼呈光滑褐色,半圓形,殼面光滑有生長紋,散布著深褐色閃電花紋,有時有二道不明顯褐色橫帶,殼口大,開口呈米黃色,軸唇有4道皺摺。
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渦漩層
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一個佈滿著渦漩的薄層區域稱為渦漩層。由於這些渦漩所在的薄層通常可以無限薄的渦面來近似,因此通常以渦漩的面分佈強度來替代各個渦漩的分佈強度。此外,渦漩層也可看成是由無限個渦漩絲(vortex filament)所組成的。
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渦漩力
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當流體受到渦漩的作用時,位於不同位置的流體其速度會產生不同的變化。如圖,均勻入流U∞在經過一頓時針旋轉的渦漩後,上方的流速增加,下方的流速減低。由於這種速度變化,將使流體產生一個向上的力量,此力即為渦漩力。
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游渦星雲
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規則的銀河(galaxy)具有轉動對稱性,一般區分為三類:即常態漩渦(normal spiral)、棒狀漩渦(barred spiral)與橢圓銀河(elliptical galaxy)。其中前兩類又稱之為漩渦星雲。
常態漩渦星雲之特徵為兩個主要渦漩(whorl),每一滴漩可能均有若干分支,從一巨大中心凝團之相對邊向外成長,並在同一平面內以同一方向繞此凝團而盤旋。中心凝團為顯著之橢球體,其在與盤旋平面垂直之平面上有較大的延伸範圍。漩渦星雲可以有各種方位,有些星雲其漩渦平面與光線垂直,另有些漩渦平面則與光線同平面,因此我們看到的是渦漩之邊緣。後者之星雲可觀察到有一黑堤(dark... |
渦型
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流體在流經圓柱、方柱等非流線形物體時,在物體表面的某些位置上會發生渦漩,這些渦漩會向下游運動,並隨時有新的渦漩產生。通常渦漩會隨著雷諾數或其他流體運動參數的不同而有不同的排列型式,這種渦漩的特殊排列稱為渦型。
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貓頭鷹博士