全國中小學科展

亂中有序—鈍體撞擊流場之渦流與亂流交互作用機制探討

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第62屆--民國111年
科別
物理與天文學科
學校名稱
臺北市立麗山高級中學
指導老師
金佳龍;盛寶徵
作者
張凱琪;張詒祥
關鍵字
渦流,流體力學

摘要或動機

流體力學與人類許多空中交通運輸工具的設計息息相關。本研究使用與空氣黏度相近的肥皂泡膜模擬空氣流場,利用泡膜因薄膜干涉產生色彩的「流場可視化」特性,統整、歸納鈍體撞擊流所產生渦流的變化。藉由設計實驗,將連續錄製的影像匯入軟體分析,發現渦流因泡膜在不穩定流場下受高、低壓差影響,導致次渦流的形成;渦流脫落鈍體後運動的加速度值恆定;主次渦流分離時,恰與渦流脫落木棒的時刻相同,並渦流形成的時間愈長,面積愈大,而渦流脫落後其面積變化趨於平緩;雙渦流與單渦流運動的加速度值比為根號2,推得能量差為2倍。


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