本文主要的目的在於研究漩渦交互作用的機構,分別就理論分析和穾兩方面來進行。 理論分析方面是利用近似二維的勢流理論,首先在空間中置兩個自由的漩渦質點,根 據Biot-Savart Low 並配合四階的Runge-Kutta 積分,並假設有一自由流將此二漩渦 質點帶往下游,調整兩漩渦的強度比例S ,則得到各種不同的渦流軌跡,並求得旋轉 半徑Ra和Bb以及旋轉頻率f 相對於s 的變化,結果顯示,兩同方向旋轉的漩渦流有如 兩條繩子像捲麻花一樣地捲在一起,較弱的漩渦繞在外圈(亦即旋轉半徑較大),而 較強的漩渦繞在內圈(亦即旋轉半徑較小),這意謂著較弱的漩渦被較強者帶著轉。 接著在此兩自由漩渦下方適當距離處置一無限寬廣的平板,利用映像法,同樣地求得 以上各性質,比較其差異,並求平板上壓力係數CP的分佈狀況。結果發現,當兩漩渦 旋轉方向相同,則交互作用之後,軌跡往外弦偏移一個剝皮,當兩漩渦強度相差愈大 ,則偏移的角度愈小。而漩渦對平板作用的結果,使得平板表面形成一低壓區,並沿 渦流向產生一週期性的變化。然而,當兩漩渦旋轉方向相反,則兩者並不會交互纏繞 ,反而在兩漩渦間存在一股斥力,使得兩者軌跡各往一方偏移。 實驗方面以平板雙三角翼和二個後掠角分別為50°和75°的平板三角翼當模型,在水 洞中作流場觀察之研究,調整各種不同的攻角和側滑角,比較各種翼形的流場特性, 結果發現以後掠角Λ=75°的三角翼,其翼面流場最穩定,然而其升力面太小。而後 掠角Λ=50°的三角翼雖有較大的升力面,但其翼面流場不穩定,當攻角α=10°時 ,翼前緣渦流在翼前端開始崩潰,這種現象在實際的飛行中,將對水平安定和垂直安 定面造成控制上的困擾。然而Λ1=80°、Λ2=50°的雙三角翼其特性剛好介於其中 。另一重要結果是三角翼中,旋轉方向相反的兩股渦流並不會交互纏繞,而雙三角翼 中,同一邊的兩股漩渦流(旋轉方向相同)交互作用的結果,使其軌跡往外弦偏移一 個角度,這剛好印證了理論分析所得到的結果。
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