飞蛇的升力与尾迹
流体动力学
2014-03-06 v2
摘要
飞蛇使用一种独特的空中运动方式：它们从树枝上跳下，扁平化身体并在空中波动以产生滑翔。其滑翔过程中身体横截面的形状在产生升力方面起着重要作用。本文对横截面形状的空气动力学进行了计算研究。对金花蛇（Chrysopelea paradisi）解剖学正确横截面的不可压缩流二维模拟表明，在雷诺数超过 2000 时，35 度攻角下会出现显著的升力增强。此前对物理模型的实验也在相同攻角下获得了增加的升力。由于流体不稳定性，物理实验中的流动本质上是三维的，因此二维模拟中也出现升力增强这一现象令人感兴趣。模拟指出，升力增强源于蛇形剖面背侧表面边界层的早期分离且未发生失速。分离的剪切层卷起并与近尾迹中的二次涡量相互作用，诱导主涡更靠近身体，从而引起增强的吸力，导致更高的升力。
引用
@article{arxiv.1309.2969,
title = {Lift and wakes of flying snakes},
author = {Anush Krishnan and John J. Socha and Pavlos P. Vlachos and L. A. Barba},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.2969},
year = {2014}
}
备注
19 pages, 16 figures