國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

風洞

機翼在飛行時周圍的空氣如何流動?

目的

製造肉眼可見的空氣流線觀察氣流與物體形狀或位置的關係。

實驗

利用水煙器、電熱絲、風扇等製造實驗室裡的簡易風洞,並觀察空氣在各種不同形狀物體表面的流動狀態。
演示實驗1:觀察模擬飛機飛行時,機翼周邊的空氣流動的情況。

實驗演示1

×實驗演示1


演示實驗2:觀察模擬高爾夫球擊出時週邊空氣流動的情況。

實驗演示2

×實驗演示2

原理思考

原理探究

×原理探究

一般多以為飛機會飛(上升)是由於伯努利原理,其實這是不正確的概念,飛機會起飛主要是因為康達效應(Coanda effect)。康達效應主要描述:流體在流經物體的表面時,會順著物體表面流。所以氣流在流過機翼上方時,由於機翼上方圓弧的形狀,氣流會沿著機翼轉彎,其轉彎所需的向心力由機翼提供;而此向心力的反作用力即為機翼所受到的向上的升力。

討論

生活中有沒有類似的原理運用?

關於實驗

可同本網站中的實驗F12. 空氣砲 實驗F06. 小球飄浮做比較。

參考資料

  1. Aerodynamics experiments with an obervable airflow: a fog-wind-tunnel 2007 Phys. Educ. 42 365
  2. Misinterpretations of Bernoulli’s Law

製作

v.1廖英凱

指導老師

朱慶琪

撰稿

朱慶琪