库塔-儒可夫斯基定理
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库塔-儒可夫斯基定理(Kutta–Joukowski theorem)是空气动力学的基本定理,计算机翼或是二维物体(例如圆柱)在均匀流体中的升力,且此流场的速度够快,使物体的速度场是稳定及无分离的。定理显示出,机翼产生的升力与机翼通过流体的速度、流体密度以及环量有所关联[1]。库塔-儒可夫斯基定理得名自德国科学家马丁·威尔海姆·库塔及俄国科学家尼古拉·叶戈罗维奇·茹科夫斯基,他们在二十世纪初首次提出这様的概念。库塔-儒可夫斯基定理是考虑压力及升力的无粘性理论,不过在典型的空气动力学应用中,可以用来模拟实际的黏性流。
对于围绕机翼的流体,环量被定义为与闭合回路相切的“流体切线速度的线积分”[2],其速度的大小及方向会沿着路径而改变。
库塔-儒可夫斯基定理建立升力和环量的关系,类似马格努斯效应建立旋转和侧向力的关系一样[1]。不过此处的环量不是因为机翼的旋转而产生,而是因为以下提及的机制而产生。由于机翼的存在,气流的变化可以视为平移流场及旋转流场(涡旋)的叠加。此旋转流是由翼型的外倾角、攻角及锐利的后缘角所产生,不同于外形像龙卷风的涡旋。若离机翼够远时,旋转流可以视为是由涡旋所引发的,涡旋的中心线平行二维平面。在描述机翼的库塔-儒可夫斯基定理时,一般会假设机翼是圆柱形或是其他的茹科夫斯基翼型。