運動物體後面或物體下遊的紊亂旋渦流,又稱尾跡。流體繞物體運動時,物體表面附近形成很薄的邊界層渦旋區。如果物體是象建築物或橋墩那樣的非流線型物體,流動將從物體後部表面分離,並有渦旋斷續地從物體表面脫落。這些薄邊界層或分離流渦旋區將順流而下,在物體後面形成紊亂的、充滿大大小小旋渦的尾流。如果物體是鈍體,尾流能保持很遠距離,並對處於尾流中的其他物體產生影響。

  在遠離物體下遊處,尾流可用邊界層理論進行分析。以下隻限於討論低速湍性性尾流。附圖所示為圓柱後面的平面湍性尾流流型。其中虛曲線表示尾流邊界。從圖上可以看出,由於物體的阻滯作用,尾流中速度將“虧損”(即減小)。從速度分佈看,尾流象是反過來畫的射流,而且在遠離物體的下遊處,尾流的虧損速度(用Δū表示)分佈也具有相似性,即

式中Δū 為最大速度虧損; b為尾流寬度的一半; y為縱坐標。但是,尾流與射流根本不同。尾流的對流加速度比射流大得多。由邊界層方程推出的尾流方程也不一樣。

  H.施利希廷根據混合長和相似性等假設,求出平面湍性尾流的解。其主要結果如下:①尾流寬度同到物體的距離的平方根成正比;②虧損速度分佈為:

Δū/Δū

=[1-( y/ b) 3/2] 2

③尾流中心最大速度虧損同上述距離的平方根成反比。當這一距離很大時,尾流速度虧損可以忽略。

  對於三維物體後面的尾流可作類似的分析。在高速尾流中應當考慮流體的可壓縮性影響。在高超聲速尾跡中則發生一系列物理化學現象,其分析方法根本不同。

  

參考書目

 謝象春著:《湍流射流理論與計算》,科學出版社,北京,1975。