庫塔儒可夫斯基定理

庫塔 - 儒可夫斯基定理 （ Kutta – Joukowski theorem ） 是空氣動力學的基本定理 ， 計算機翼或是二維物體 （ 例如圓柱 ） 在均勻流體中的升力 ， 且此流場的速度夠快 ， 使物體的速度場是穩定及無分離的 。 定理顯示出 ， 機翼產生的升力與機翼通過流體的速度 、 流體密度以及環量有所關聯 。 庫塔 - 儒可夫斯基定理得名自德國科學家馬丁 · 威爾海姆 · 庫塔及俄國科學家尼古拉 · 葉戈羅維奇 · 茹科夫斯基 ， 他們在二十世紀初首次提出這様的概念 。 庫塔 - 儒可夫斯基定理是考慮壓力及升力的無粘性理論 ， 不過在典型的空氣動力學應用中 ， 可以用來模擬實際的黏性流 。 對於圍繞機翼的流體 ， 環量被定義爲與閉合迴路相切的 「 流體切線速度的線積分 」 ， 其速度的大小及方向會沿著路徑而改變 。 庫塔 - 儒可夫斯基定理建立升力和環量的關係 ， 類似馬格努斯效應建立旋轉和側向力的關係一樣 。 不過此處的環量不是因爲機翼的旋轉而產生 ， 而是因爲以下提及的機制而產生 。 由於機翼的存在 ， 氣流的變化可以視爲平移流場及旋轉流場 （ 渦旋 ） 的疊加 。 此旋轉流是由翼型的外傾角 、 攻角及銳利的後緣角所產生 ， 不同於外形像龍捲風的渦旋 。 若離機翼夠遠時 ， 旋轉流可以視爲是由渦旋所引發的 ， 渦旋的中心線平行二維平面 。 在描述機翼的庫塔 - 儒可夫斯基定理時 ， 一般會假設機翼是圓柱形或是其他的茹科夫斯基翼型 。