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为什么船上的帆要用风吹
人气:102 ℃ 时间:2020-02-06 12:39:17
解答
 船只借助帆的每一面所产生的力量沿着迎风方向移动. 迎风面的正向力量(推力)和背风面的负向力量(拉力)合在一起形成了合力,这两种力量都作用于同一方向,使帆船向前运动气流速度与周围自由气流成比例增加,从而导...再长点  船只借助帆的每一面所产生的力量沿着迎风方向移动。迎风面的正向力量(推力)和背风面的负向力量(拉力)合在一起形成了合力,这两种力量都作用于同一方向。【拉力是这两种力量中较强的力量。】  根据伯努力的理论,气流速度与周围自由气流成比例增加,从而导致压力的降低,而这可令气流速度更快。这种情况在帆的背风面发生 - 空气流动速度加快并在帆的后面形成低压区域。  【空气与水一样,都是流动的。当风汇聚并且风被帆分开时,一些风附着在凸起面(背风面)并将帆扯起。为了其上“未附着”的空气穿过帆,帆必须向不受帆影响的气流外弯曲。但此类的自由气流往往保持其直线流动并妨碍航行。自由气流和弯曲的船帆合在一起形成了一个窄道,起初的气流必须从中经过。因为它不能自行压缩,所以空气必须加速以从该窄道挤过。这就是气流速度在帆的凸起面增加的原因。】(这里是便于理解的解释,可删)  一旦发生这一情况,伯努力的理论就得以生效。窄道中增加的气流要快于周围的空气,并且在气流速度加快的区域压力将下降。这就产生了链式反应。随着新的气流接近最先着风之帆缘并分开,它更多地流向背风面 - 气流被吸引到低压区域并被高压区域所排斥。现在即使更大块的空气也必须更快地挤进凸起帆面和自由气流形成的窄道,这令空气压力更低。这一情况不断发展直至达到现有风力条件的最大速度,并且在背风面形成最大低压区域。因为只有在气流达到曲面(弦深)的最深点后气流才增加。在达到这一点之前,空气不断汇聚和加速。超出这一点后,空气分开并减速,直到再次与周围空气速度相当。帆周围的片状气流(帆与风之间保持最佳角度)在其间,在帆的迎风面发生相反的情况。随着更多的空气流过背风面,迎风面上流过帆的凸起面和自由气流之间的扩展空间的空气将减少。因为这些气流四散流动,所以其流速下降到比周围空气还低的速度,这导致压力增加。{ 【【由片状气流内的风帆产生的力量 】】我们需要在风帆和风之间建立理想的关系,使风不但加速流动,而且可以沿着帆的凸起面流动。船帆和风之间的这一关系的一部分称作迎角。描绘与风平直的船帆。空气均匀分开到每一面上 - 船帆下垂而不是充满成弯曲形状,空气没有加速以在背风面形成低压区域,并且船只没有移动。但如果船帆与风向刚好成正确角度,则船帆会一下子充满风并产生空气动力。}
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