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尾流

尾流是物體運動過程中在其後方形成的紊亂旋渦流,也稱為尾跡。當物體(如建築物、橋墩或飛機賽車等)在流體中運動時,其表面附近會形成很薄的邊界層渦旋區。如果物體是非流線型的,流動會從物體後部表面分離,並伴有渦旋從物體表面脫落。這些薄邊界層或分離流渦旋區會順流而下,在物體後方形成充滿大小旋渦的尾流。

尾流中速度會減小,形成所謂的「虧損」速度區域。遠離物體後,尾流的特性可以用邊界層理論進行分析。在航空領域,尾流對飛行安全至關重要,因為它們可以影響後續飛機的飛行特性。飛機的尾流特徵受到飛機重量、飛行速度、機翼形狀和天氣條件等多種因素的影響。例如,飛機在飛行過程中會在機翼下方和上方產生壓力差,從而在翼尖形成渦流,這些渦流會影響後續飛機的飛行。

尾流現象不僅限於航空領域,也存在於賽車運動中。當賽車高速行駛時,其身後會形成一個真空區域,從而減少空氣阻力。因此,後車進入前車形成的真空區域後,由於阻力下降,速度會快速提升,從而快速接近並可能超越前車。

尾流效應的套用包括F1賽車中的DRS技術,該技術通過主動減小尾翼的空氣動力來降低前方的空氣阻力和後輪與地面的摩擦,從而實現超車。然而,尾流效應也可能帶來危險,特別是當後續車輛或飛機未能正確判斷和應對前導車輛或飛機產生的尾流時。因此,了解和控制尾流對於提高安全性和效率至關重要。