伯努利定律的严格适用条件是不可压缩的无粘流。如果一定要用来解释实际现象,肯定要忽略某些次要因素,处理起来要很小心。比如伯努利定律能穿过边界层(boundary layer)吗?

下面的解释只能是定性的泛泛而谈。

假设车窗紧闭,不开空调,这样车内的static pressure和车外无穷远处空气的static pressure相等,都是一个大气压,但是两者相对于惯性参照系的速度不一样,差了一个车速。接下来的分析必须同时考虑边界层外的速度和伯努利定律,就是普朗特1904年的那个公式 \frac{dp}{dx} = - \rho U \frac{dU}{dx}。车侧能近似成平板,但是车本身有体积,这里的U是边界层外的速度,不是无穷远处的速度。伯努利定律联系的两头不是车内和车外,而是UU_{\infty}。接下来不讲了,有流体力学基础的同学应该能想清楚为什么车外压力低,弄不清楚的应该重修。

在开窗前车内压力大,车外压力小的前提下,可以分析两种情况:
1)车窗只开一条缝,此时对车外流场几乎无影响。刚打开时存在这个压力差,就像某答案提到的,如果在窗缝上点一支烟,可以看见烟气往外跑。当然,一段时间之后,车内压力会降低到和车外同样大小,不进不出,不可能抽成真空的。压力低一点点,耳朵可能会有感觉。

2)车窗摇下一大半,此时车外流场改变了,前面的条件不再适合,因为出现了边界层分离(flow seperation),俗称“兜风”。这时当然会有气流向车里吹,类似车身后的情况,你感觉到有风吹进来,一般都是这种情况了。当然,气流肯定有进来也有出去,出去的气流人不大感觉到啦。

不能闭着眼睛做仿真,正常行驶速度,大开车窗,流场是分离了的湍流,k-epsilon做的RANS是不能看的,要长针眼,又及。

关于定常系统,伽利略不变形和伯努利定律:定常版本的伯努利定律假设\frac{\partial u}{ \partial t} = 0,在伽利略变换下\frac{\partial }{\partial t}是变的,所以伯努利定律需要固定惯性参照系,这里分析用的参照系是车。如果是更广义的非定常伯努利,还是满足伽利略不变形的,不影响对压力的讨论,再及。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:马拉轰

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