旋转流和脱离流动是流体动力学中两种重要的流动现象，它们各有特点，在工程应用中扮演着不同角色。

旋转流

定义：旋转流是指流体在运动过程中存在明显的旋转运动，形成涡旋结构。这种流动可以在多种情况下观察到，例如流体通过旋转机械（如涡轮机、泵）或是流体在绕过柱体时形成的卡门涡街。

特点：

1. 角动量守恒：旋转流动中的流体遵循角动量守恒定律，即流体微元绕旋转轴的角动量保持不变。
2. 涡量分布：旋转流中的涡量（涡旋强度）通常不是均匀分布的，而是在某些区域（如涡核）集中。
3. 能量转换：旋转流可以实现动能和内能之间的转换，利用这一特性，涡轮机械能够高效地将流体的动能转换为机械能。

应用：

• 风力发电：风力发电机叶片旋转，利用旋转流原理将风能转换为机械能，进而转换为电能。
• 水轮机：水流动经过水轮机时产生旋转流，驱动水轮机旋转产生电能。
• 泵和压缩机：通过叶片旋转驱动流体，实现流体的输送或压缩。

脱离流动

定义：脱离流动是指流体在固体表面附近流动时，由于某种原因（如表面形状突变、流体速度过快等）导致流体与固体表面分离，形成涡旋和湍流区。这一现象常见于流体绕过非流线型物体（如汽车、飞机）时。

特点：

1. 边界层分离：在固体表面附近形成边界层，当边界层内的流体速度与外部主流速度差异过大时，边界层可能分离形成涡旋。
2. 压力分布变化：脱离点前后压力分布不均匀，脱离点后压力骤降，导致流体脱离固体表面。
3. 阻力增加：脱离流动导致物体受到的阻力显著增加，尤其是形阻和压差阻力。

应用：

• 车辆设计：汽车和列车等交通工具的外形设计需尽量减少脱离流动，以降低阻力、提高燃油效率。
• 飞机机翼：飞机机翼设计时需考虑避免不适当的脱离流动，确保在不同条件下（如起飞、巡航、着陆）都能保持良好的升力性能。
• 风洞实验：通过风洞实验分析物体周围的流场，研究脱离流动对物体性能的影响。

比较

• 形成原因：旋转流主要由旋转机械或流体自身旋转运动引起；脱离流动则主要由流体与固体表面相互作用导致。
• 影响因素：旋转流受旋转速度、流体粘度等影响较大；脱离流动受表面形状、流体速度等因素影响较大。
• 应用差异：旋转流多应用于能量转换和流体传输；脱离流动的关注点在于减少阻力、提高效率和稳定性。