流体阻力的组成与物理机制：流线型真的是最好的吗

阻力是作用在物体表面的两种不同类型的应力引起的。首先是壁面剪应力，这些应力与物体表面相切，是由流体粘性产生的摩擦力引起的。其次是压力应力，它们垂直于物体表面，是由物体周围的压力分布引起的。阻力是流动方向上两个应力的结果，因此如果我们确切地知道应力是如何分布在物体表面上的，我们就可以对其进行积分以获得总阻力。

由剪应力引起的阻力分量称为摩擦阻力，由压力应力引起的阻力分量称为压差阻力或形状阻力。对于像球体这样的钝体，压差阻力最为显著，它本质上是由球体前后的压力差形成的。当发生流动分离时，即流体边界层与主体分离形成再循环流尾迹，在物体后面产生低压分离区，压差阻力就会显著增大。流动分离还会导致涡流脱落，从而产生不必要的振动。

这就是高尔夫球有凹坑的原因，凹坑会产生湍流，从而延缓流动分离，减少阻力并使球飞得更远。这种使用湍流来延缓流动分离并减小压差阻力的想法，也是一些飞机机翼安装小型涡流发生器的原因。在流体中移动的物体，如普通机翼或潜艇，通常被设计成泪滴状的流线型，以最大限度地减少流动分离的影响。对于一个非常流线型的翼型来说，在一个比较小的攻角之下，压差阻力是比较小的，因为流动分离明显延迟或根本不发生。