流线型

表面处气流没有分离的物体形状
image
物体在流体中运动时所受的阻力，是由内摩擦和涡旋两个原因所造成的。在速度很小时，阻力的大小主要决定于内摩擦。在速度较大时主要决定于涡旋，速度越快，涡旋的作用越大。为了有效地减小阻力，就要设法避免涡旋的形成。通过对鱼类的游泳进行观察，发现凡是游得快的鱼，如带鱼、鲨鱼等，都具有一种特殊的雪茄烟式的形状。又通过大量实验得出结论，把物体做成这种形状，的确能减小涡旋作用或避免涡旋的形成，因而大大地减低了流体对它的阻力。这种形状叫做流线型。这种流线型设计构思。已广泛应用于飞机、潜艇、汽车和轮船等，高速运动的武器，如鱼雷、炮弹、炸弹等制造时，都做成流线型，以减小阻力。

基本介绍

流线型（streamline）是表面处气流没有明显分离的物体形状。流线型物体相对气流运动时，所受气流阻力最小。近代小轿车车型都设计为流线型，其迎风横截面积尽量小，车灯、后视镜、门把手以及车窗等装置与车身浑然一体。流线型汽车在气流中的阻力可降低到一般车型的60%，效果最好的是低矮型的赛车，其阻力可降低到普通汽车的27%。

主要原理

流线型物体降低气流阻力的力学原理是：物体在空气中运动时所遇到的阻力可粗略分为摩擦阻力、压差阻力和诱导阻力。前两种阻力与物体的外形及相对空气运动的方式有关，第三种阻力则由升力产生。对于汽车的运动，以前两种阻力为主。由于空气具有粘滞性，贴附在物体表面的一层空气相对物体静止，称为附面层。与附面层紧邻的一层空气受到粘滞作用而被物体牵动，反过来通过附面层对物体施以反作用，此反作用力与物体运动速度方向相反，称为摩擦阻力，其大小与物体相对空气速度的平方及表面积成正比。压差阻力由气流的压力形成，它与物体表面气流的情况有关。根据伯努利原理，物体表面的气流压强与气流速度有关。如图1所示，在小轿车的正前方，气流速度最小，压强最大；后面气流速度逐渐加大，压强逐渐减小，直到压强变为零，甚至出现负值；再往后，气流速度又逐渐减小，使压强回升。如果汽车外型设计适宜，使表面层气流能贴着汽车表面流向后方，流速随之降低，压强随之加大的结 果，有可能使汽车后半段所受气流向前压力抵销前半段所受气流向后压力，使压差阻力几乎降低为零。事实上表面层气流并不完全贴着汽车表面流向后方，表面层气流与物体的分离将使压差阻力加大。分离的气流速度不再降低，压强也不再升高，分离得越早，压差阻力越大。流线型汽车的表面气流无明显分离，故压差阻力最小。