Тороидальный вихрь: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Следующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
← Новая страница: «{{stub-meta}} '''Тороидальный вихрь''' ( '''Вихревое кольцо''')- явление, при котором обла…»
(нет различий)

Версия от 11:36, 2 марта 2012

Тороидальный вихрь ( Вихревое кольцо)- явление, при котором область вращающейся жидкости перемещается через ту же самую или другую область жидкости, когда картина течения принимает форму [тороида [( геометрия) | тороид]] ли форму пончика. Примером этого явления кольцо сигаретного дыма, выпускаемое курильщиком.

Открытие

Вихревые кольца были впервые математически проанализированы немецким физиком Германом фон Гельмгольцем в его статье 1867 года Об интегралах гидродинамических уравнений, которые выражают вихревые движения [1] Дымовые кольца, вероятно, наблюдались со времен античности, так как они могут быть сравнительно легко выпущены изо рта.

Вихреобразное кольцо и структура

Вихревые кольца микровзрыва

Один из способов создания вихревого кольца могут быть образованы это, нажав сферической массой быстро движущейся жидкости ( '') в массе неподвижной жидкости ( 'B). ' И 'B может быть химически той же жидкости. В 'B попадает в шар ' толкает внешние слои " с ним. Внутренние слои менее пострадавших. Основная масса ' является 'тень' пониженного давления за ним, и слой снимают на 'B начинает кривой круглого обратно в основной массе 'A' . Это внутреннее изогнутыми поток инициирует вихрь, и разбивает его на кольцевой формы. Теперь 'B протекает как внутренняя и внешняя окружности бублика. Чем больше внешнего периметра вызывает чистый прокатки пончик из '.

Переднем крае шлейф, который иногда называют "исходным шлейф, как правило, имеет вихревой кольцевой структуры, равно как и кольца дыма. Движение изолированных вихревого кольца и взаимодействие двух или более вихрей обсуждаются, например, в Батчелор. Автора учебника [2]

Для многих целей вихревого кольца может быть аппроксимирована как наличие вихревого ядра небольшого сечения. Однако простое теоретическое решение, называется 'сферический вихрь Хилла', [3], как известно, в которых вихря распределяется внутри сферы (внутренние симметрии течения, однако до сих пор кольцевая). Такая структура или электромагнитный эквивалент был предложен в качестве объяснения внутренней структуры шаровой молнии. Например, Шафранов [править] использовали магнитогидродинамических (МГД) аналогии с неподвижной жидкости Хилла механический вихрь рассмотреть условия равновесия осесимметричных конфигураций МГД, сводя задачу к теории стационарных потоков несжимаемой жидкости. В осевой симметрией, он считал общего равновесия для распределенных токов и заключенных под Теорема вириала, что если бы не было гравитации, ограниченная равновесной конфигурации могут существовать только при наличии азимутального тока.

Vortex эффект кольца на вертолетах

The curved arrows indicate airflow circulation about the rotor disc. The helicopter shown is the RAH-66 Comanche.

'Вихревого кольца состоянии (VRS), также известный как 'расчетов с мощностью, является опасной ситуации встречаются в полет на вертолете. Это случается, когда три вещи происходят во время полета: высокая скорость снижения, скорость полета меньше, чем эффективная поступательного подъема, и, когда вертолет использует большую часть имеющихся у него власть [править] несущего винта вертолета обычно направляет воздушный поток вниз, чтобы создать лифт, но с низкой горизонтальной скорости полета, он индуцирует вихревое кольцо. Тороид формы пути воздушного потока ограничивает дисковый нож, так как поток воздуха движется вниз через диск, то наружу, вверх, внутрь, а потом вниз через вершину снова. Это рециркуляции потока может свести на нет большую часть подъемной силы и привести к катастрофической потере высоты. Конкретные на вихревое состояние кольца, что вертолет, работающий в своем собственном скос, по убыванию по убыванию воздуха. Применение большей мощности (увеличение общего шага) служит для дальнейшего ускорения скос, через которую главный ротор по убыванию, усугубляя состояние.

В один ротор вертолета, VRS можно исправить путем перемещения циклический вперед, которое контролирует угол наклона лопасти, слегка качки носом вниз, а также создание полете вперед. В тандеме ротора вертолета, восстановление осуществляется через боковой циклические или вход педали. Самолеты будут летать на "чистый воздух", и сможет вернуть лифт.

Вихревые кольца в левом желудочке сердца

Одним из самых важных жидкостей явления, наблюдаемые в левый желудочек во время сердечного релаксации (диастолы) является вихревое кольцо, которое развивается с сильным реактивный, проходящий через митральный клапан. Наличие этих потоков структур, которые развиваются во время сердечного диастолы первоначально признанной в пробирке визуализации желудочков поток [4] [5] и впоследствии усилен на основании анализа на основе цветового допплеровского картирования [6] [7] и Магнитно-резонансная томография. [8] [9] Некоторые недавние исследования [10] [11] также подтвердили наличие вихревого кольца во время быстрое заполнение фазы диастолы и предполагает, что процесс образования вихрей кольцо может повлиять на на митрального кольца динамики.

Нестабильность

Своего рода азимутальные лучистой симметричная структура наблюдалась Maxworthy [12], когда вихревое кольцо путешествовал по критической скорости, которая находится между турбулентности и ламинарно государств. Позже Хуан Чан и [13] сообщил, что если начальное состояние вихревого кольца не идеально круглые, другого рода нестабильность будет происходить. Эллиптического вихревого кольца проходит колебаний, в котором он сначала растягивается в вертикальном направлении и сжал в горизонтальном направлении, затем проходит через промежуточное состояние, где она круглая, то деформируется в обратном порядке (растягивается в горизонтальном направлении и сжал в вертикальной), прежде чем обратить вспять процесс и возвращение к исходному состоянию.

См. также

Примечания

  1. ↑ Шаблон:Привести журнале
  2. ↑ Введение в динамику жидкости Бэтчелор Г.К., 1967, Cambridge UP
  3. ↑ Хилл, MJM (1894), Фил. Trans. Рой. Soc. Лондон, Vol. 185, с. 213
  4. ↑ Bellhouse, BJ, 1972, Механика жидкости модели митрального клапана и левого желудочка , сердечно-сосудистых исследований 6, 199-210.
  5. ↑ Reul Х., Talukder, Н. Мюллер, В., 1981, Механика жидкости и газа природного митрального клапана, журнал биомеханики 14 361-372.
  6. ↑ Ким, Вайоминг, Bisgaard Т., Nielsen, SL, Поульсен, JK, Педерсен, М., Hasenkam, JM, Yoganathan, А. П., 1994, Двумерные митральный поток профилей скорости в свиноводстве моделей с помощью доплеровского эхо эпикарда Кардиография, J Am Coll Cardiol 24, 532-545.
  7. ↑ Vierendeels, Дж. Э. Дик и PR Verdonck гидродинамики цвета M-режиме доплеровского потока волн скорости V (р): компьютер исследования, J. Am. Soc. Echocardiogr. 15:219-224, 2002.
  8. ↑ Ким, Вайоминг, Уокер, PG, Педерсен, М., Поульсен, JK, Oyre С., Houlind К. Yoganathan, А. П., 1995, левого желудочка кровотока модели в норме: количественный анализ трехмерного магнитного отображения резонанса скорость, J Am Coll Cardiol 26, 224-238
  9. ↑ Килнер, PJ. Ян, GZ, Уилкс, AJ, Mohiaddin, RH, Firmin, DN, Якуб, MH, 2000, Асимметричная перенаправление потока через сердце, 404 природы, 759-761.
  10. ↑ Kheradvar А., Милан, М., Гариб, М. корреляция между вихреобразования кольца и кольца митрального динамика во время желудочковой быстрое заполнение, ASAIO Journal, январь-февраль 2007 53 (1): 8-16.
  11. ↑ Kheradvar А., Гариб, М. Влияние желудочка давлением падение на митрального кольца динамика в процессе вихреобразования кольцо, Энн Biomed Eng. 2007 декабрь;. 35 (12) :2050-64
  12. ↑ Maxworthy, TJ (1972), Структура и стабильность вихревое кольцо, механика жидкости. Том 51, с. 15
  13. ↑ Хуан Дж. Чан, K.T. (2007) Dual-Волнообразные Нестабильность в вихревых колец, Proc. Пятый IASME / WSEAS Int. Конф. Fluid Mech. И Aerodyn., Греция


Внешние ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Тороидальный_вихрь&oldid=42286518