流线型化

减小运动物体压差阻力的外形设计技术。一般说来，流线型是指流体平滑流过而不从表面分离的物体外形。所谓流线型化是将在流体(例如空气或水)中运动的物体外形设计成流线型。以低于声速的速度在流体中运动的(亚声速)物体所受到的阻力有压差阻力、摩擦阻力和诱导阻力(见流体阻力)。物体流线型化是减小运动物体阻力，特别是压差阻力的重要措施。例如，当空气速度为每小时338公里时，流线型机翼所受阻力只有圆柱体所受阻力的1/9.3。因此，流线型化在设计高速运动的运输工具和武器时得到广泛应用。

压差阻力产生的原因可作如下解释。在没有粘性的理想流体中运动的物体，由于其前部和后部的压力合力在运动方向上的分力正好平衡，所以压差阻力为零(见达朗伯佯谬)。但是，在真实流体中运动时，粘性一般会使物体后部的流动减速并从表面分离，形成压力较低的旋涡区或尾流(图1)，因而物体后部的压力合力在运动方向上的分力小于物体前部的相应分力，出现压差阻力。流动分离的主要原因之一是物体后部流动减速太快。因此，设计物体外形时，应尽可能使物体后部的流动缓慢减速。

设计亚声速流线型物体外形的原则是，头部钝圆，中部缓慢弯曲，尾部收拢成尖角，而且相对厚度(即垂直于来流方向的最大厚度与沿来流方向的物体特征长度之比)不宜太大(图2)。

亚声速流线型物体的主要阻力是摩擦阻力。但是，当物体(例如机翼)相对于来流的倾角(攻角)较大时，流动仍然从物体表面分离，压差阻力增加。

当物体在流体中作超声速运动时，物体前面形成很强的离体激波，从而引起很大波阻(见超声速流动)。因此，超声速物体的流线型化必须根据减少波阻这一原则进行。

参考书目 A.H.夏皮罗著，谈镐生等译：《形与流漫谈阻力流体动力学》，科学出版社，北京，1979。(A.H.Shapiro，Shape and Flow， The Fluid Dynamics of Drag，Doubleday，1961.)