Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » نظرية كوتا-جوكوفسكي

نظرية كوتا-جوكوفسكي

1902
  • Martin Kutta
  • Nikolai Zhukovsky (Joukowski)
الجنيح الهوائي في نفق الرياح الذي يوضح نظرية كوتا-جوكوفسكي وتوليد الرفع.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

The Kutta-Joukowski theorem quantifies the lift force generated by an airfoil. It states that the lift per unit span ([latex]L'[/latex]) is directly proportional to the fluid density ([latex]\rho[/latex]), the free-stream velocity ([latex]V[/latex]), and the circulation ([latex]\Gamma[/latex]) around the body: [latex]L’ = \rho V \Gamma[/latex]. This links the abstract concept of circulation to the physical force of lift.

The Kutta-Joukowski theorem provides the essential mathematical link between the abstract concept of circulation and the physical force of lift. Circulation ([latex]\Gamma[/latex]) is a measure of the macroscopic rotation of a fluid in a given area. For an airfoil, circulation is generated because the air travels faster over the top surface than the bottom. This velocity difference, integrated around a closed loop enclosing the airfoil, results in a net non-zero circulation.

تُظهر النظرية بوضوح أنه لتوليد قوة الرفع، لا بد من وجود دوران. وقد حلّ هذا مشكلة رئيسية في نظرية الديناميكا الهوائية المبكرة. مع ذلك، لا تُفسّر النظرية نفسها كيف يُولّد جناح ذو شكل مُحدد مقدار الدوران المطلوب. وهنا يأتي دور شرط كوتا. ينص هذا الشرط، الذي اقترحه مارتن كوتا، على أنه بالنسبة لجناح ذي حافة خلفية حادة، يجب أن ينساب التدفق بسلاسة من الحافة الخلفية، ولا يمكنه الالتفاف حولها. يُحدد هذا الشرط الفيزيائي بدقة مقدار الدوران (Γ) لشكل جناح مُحدد، وزاوية هجوم، وسرعة جوية. وبدمج نظرية كوتا-جوكوفسكي مع شرط كوتا، يُمكن حساب قوة الرفع نظريًا على جناح ثنائي الأبعاد، وهو حجر الزاوية في تصميم الأجنحة.

تشرح هذه النظرية أيضًا تأثير ماغنوس بدقة، حيث يتعرض جسم دوار يتحرك عبر سائل لقوة عمودية على حركته. يسحب السطح الدوار السائل معه بسبب اللزوجة، مما يُحدث دورانًا. هذا الدوران، مقترنًا بالسرعة الأمامية، يُولّد قوة رفع وفقًا للنظرية، مما يُسبب انحناء الجسم.

UNESCO Nomenclature: 2210
- الميكانيكا

يكتب

نظرية

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • نظريات هيلمهولتز حول الدوامات
  • نظرية دوران اللورد كلفن
  • نظرية التدفق المحتمل
  • تقنيات رسم الخرائط المطابقة التي طورها ريمان وآخرون

التطبيقات

  • الحساب النظري للرفع على الأجنحة
  • شرح تأثير ماغنوس على الكرات الدوارة (على سبيل المثال، في لعبة البيسبول والجولف والتنس)
  • تصميم دوارات فليتنر لدفع السفن
  • تطوير ملفات تعريف متقدمة للمراوح وشفرات التوربينات
  • فهم الرفع الناتج عن الدوامات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: كوتا-جوكوفسكي، الرفع، الدوران، الجنيح، تأثير ماغنوس، شرط كوتا، ديناميكا الموائع، التدفق الكامن.

السياق التاريخي

نظرية كوتا-جوكوفسكي

1900
1900
1900
1902
1902
1907
1909
1900
1900
1900
1900-12-14
1902
1904
1907
1909

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.