想要弄明白在 wind turbine aerodynamics 中经常提到的 into the wind 与 out of the wind,到底是什么意思,已经是很长时间的事情了。
来自 freedictionary 对 into the wind 的英文解释是:
1. | into the wind - in the direction opposite to the direction the wind is blowing; "they flew upwind" against the wind, upwind |
中文就是:迎风,与风吹的方向相反 。而 out of the wind 是背风的意思,是出风。
这两个词组出现在风力机的空气动力学里。直觉的解释就是:前一个风起作用,后一个风无作用。
在加拿大 Bin Wu 等人的教科书《Power Conversion and Control of Wind Energy Systems》中,它们是这样出现的:
以上图片截取于 google book
在上图中,实线图形(翼型)是叶片的垂直于旋转面的截面,风的方向由左自右,可以比喻为西风(来自西边的风)。这张图用来解释叶片的主动失速(active-stall)。这个过程如下:当风速过大时,大于限定风速(称为额定风速), 通过增加攻角 $\alph$,使得叶片背面的湍流加大,进而阻力变大,从而总升力下降,由此叶片旋转速度下降。这个过程中湍流变大,叶片还在旋转,风是起作用的,叶片是迎风的,into the wind。它的极端位置是图b的虚线翼型,此时称为完全失速(full stall),英文如下:
When the blade is turned completely into the wind, as shown in the dashed blade, the blade loses all interaction with the wind and caues the rotor to stop. 这里转子指叶片。
另外一种失速是变桨距控制失速。当风速大于额定风速时,叶片的攻角减小,实线翼型逆时针方向转动,使得叶片升力下降,从而它的旋转速度下降,这个过程是风的作用减弱过程,英文用的是 out of the wind,直到实线翼型与水平线平行,此时叶片为顺桨(full pitch),风力机将停止转动,并被锁定。
理解迎风和背风,我有些困难,主要是来自于中文和英文的不同。比如,我总是试图理解 into the wind 是进入风,是逆风还是顺风,真是混乱,这个参看上面英文的时间状语。那里的完全失速位置,是完全迎风吗?迎风的方向是参考refer to叶片的前缘(厚 flat 的那一边)还是边(edge)? 维基上解释风力发电,干脆使用了 flat and edge:
the flat side(or edge) of the blade facing directly into the wind.
另一个例子是 pride 和中文骄傲,pride 很多情况下是褒义的,也有自尊之意。但中文完全是贬义。pride 的褒义可参见露易丝·劳瑞的儿童小说《数星星》number the stars,描写一个丹麦犹太人家庭如何逃脱纳粹魔掌。这本书是我在北理工参加教师外语培训时,外教选的阅读教材。那里 pride 是这样用的
"The old man stumbled. But Peter helped him up. He didn't seem to be hurt. Maybe just his pride," she added, smiling a bit.
中文大意
“那位老人跌倒了。彼得扶他起来。他似乎没有受到伤害。也许是他的骄傲,”她微笑地补充道。
阻碍中国进步的的确有文化原因,比如我们不能骄傲,也就没了自尊。
写到这,我想到了今年选我为导师的落考(研究)生小梅同学,一个初试考了350多分,其中数学130多分、专业课110多分,外校二本同学,在复试专业笔试非常不好的情况下,被老师们《数分分》地淘汰掉了。
梅子同学,你应该展翅 into the wind,忘掉这平凡的华电,迎风向上飞,没有什么能阻挡你人生的高度。愿 pride 伴随你的一生!
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