Hva er en Vortex Filament?

Hva er en Vortex Filament?


I luftfart, er en vortex filament en teoretisk konstruksjon som brukes til å bygge tredimensjonale modeller av veien luftstrømmene over og rundt Vinger og fuselages. Hvis du kan forestille deg en tynn slange inne som luftstrømmen har et sett virvling og sirkulasjon, kan du forestille deg en vortex filament. Det er flere eiendommer som ligger til vortex filamenter som først ble foreslått av Helmholtz i 1858.

Konstant Vortex Strength

I et fluid situasjon, sirkulerer en vortex linje gjennomgående; Med andre ord, blir bevegelsen ikke endres i en ideell tilstand. På grunn av de reelle effektene av viskositet, men vil virvelen bryte ned over tid, kommer til å ligne en tornado. Jo sterkere enden er på bakken; som det går opp i luften, sprer det som det utvider,

Infinite Lengde

Igjen, i et vakuum, en vortex ikke ville ende med mindre den treffer en grense. Imidlertid er virkningen av luft og væske tillate vortex å utvide den ene enden; igjen, forestille seg en tornado. Bakken fungerer som en grense; den grenseløse slutt bare mister samhold og åpner opp.

Biot-Savarts Law

Hvis du noen gang har vært i nærheten av en tornado, vet du at virvelen inni den genererer en betydelig mengde hastighet. Formelen for dette, for en to-dimensjonale tilfellet, er:

hastighet = sirkulasjon / 2 pi r,

hvor r er radien av virvelen. I en tre-dimensjonal vortex, er imidlertid noen kalkulus kreves hastigheten er lik integralet av sirkulasjon ganger radius enn den absolutte verdi av radien opphøyd i tredje potens, alt dividert med 4 * pi.

Inertia

Som med mange objekter på jorden, virvler også følge prinsippene for treghet. Med andre ord, hvis en virvel skaper en strøm i en viss retning, vil enhver tilknyttet virvler som springer opp ved at virvelkjøl følge den.