根据Kutta、儒可夫斯基升力环量定律,对于定常、理想、不可压流动,在有势力作用下,直均流绕过任意截面形状的有环量绕流,翼型所受的升力为 库塔-茹科夫斯基条件
需要说明的是,不管物体形状如何,只要环量值为零,绕流物体的升力为零;对于不同的环量值,除升力大小不同外,绕流在翼型上前后驻点的位置不同。这就是说对于给定的翼型,在一定迎角下,按照这一理论绕翼型的环量值是不定的,任意值都可以满足翼型面是流线的边界条件。但实际情况是,对于给定的翼型,在一定的迎角下,升力是唯一确定的。这说明对于实际翼型绕流,仅存在一个确定的绕翼型环量值,其它均是不正确的。那么,如何确定这个环量值,可从绕流图画入手分析。
当不同的环量值绕过翼型时,其后驻点可能位于上翼面、下翼面和后缘点三个位置的流动图画。后驻点位于上、下翼面的情况,气流要绕过尖后缘,势流理论得出,在该处将出现无穷大的速度和负压,这在物理上是不可能的。因此,物理上可能的流动图画是气流从上下翼面平顺地流过翼型后缘,后缘速度值保持有限,流动实验也证实了这一分析,Kutta、儒可夫斯基就用这一条件给出确定环量的补充条件。
库塔-儒可夫斯基后缘条件表达如下: 共15张 正文示意图
(1)对于给定的翼型和迎角,绕翼型的环量值应正好使流动平滑地流过后缘去。
(2)若翼型后缘角>0,后缘点是后驻点。即V1=V2=0。
(3)若翼型后缘角=0,后缘点的速度为有限值。即V1=V2=V<>0。
(4)真实翼型的后缘并不是尖角,往往是一个小圆弧。实际流动气流在上下翼面靠后很近的两点发生分离,分离区很小。所提的条件是p1=p2 V1=V2
环量的产生与后缘条件的关系
根据海姆霍兹旋涡守衡定律,对于理想不可压缩流体,在有势力作用下,绕相同流体质点组成的封闭周线上的速度环量不随时间变化。dG/dt=0。翼型都是从静止状态开始加速运动到定常状态,根据旋涡守衡定律,翼型引起气流运动的速度环量应与静止状态一样处处为零,但库塔条件得出一个不为零的环量值,这似乎出现了矛盾,如何认识呢。环量产生的物理原因如何。