飞行器空气动力学教学大纲

主要包括：
第一章低速翼型的气动特性（8学时）“*”
含翼型的几何参数、低速翼型流动特点及起动涡、库塔-儒可夫斯基后缘条件和环量确定、薄翼型理论、任意翼型位流解法、低速翼型的一般气动特性等部分，作业，课堂讨论。
第二章机翼低速气动特性（8学时+3学时实验）“*”
含机翼的几何参数、涡定理及下洗、升力线理论、升力面理论及涡格法、低速机翼一般气动特性等内容，3学时综合实验，作业，课堂讨论。
考核重点为：
第一章低速翼型的气动特性
翼型的几何参数、低速翼型流动特点、库塔-儒可夫斯基后缘条件、薄翼型理论、任意翼型位流解法。
第二章机翼低速气动特性
机翼的几何参数、升力线理论、低速机翼一般气动特性。
第三章亚音速翼型和机翼的气动特性
速度位方程、小扰动线化理论、亚音速流中薄翼型的气动特性、亚音速薄机翼的气动特性、临界马赫数及阻力发散马赫数。基本概念及典型流动特征分析。
通过本课程的学习，使学生对飞行器飞行的整个速度范围的空气动力特性方法有全面和系统的理解，并掌握空气动力学特性求解的基本理论和方法，初步具备飞行器气动力设计所需知识，并为学习后续课程、开展科学研究打好基础。
前修课程、能力和知识结构要求：
明确学生学习本门课程的先修课程，主要能力和知识结构。
学生需先修高等数学，数理方程，复变函数等课程，掌握基本的数学推导能力、方程组求解能力，具备基本的矢量代数、高等数学、数理方程及复变函数等的知识结构。
飞行器空气动力学教学大纲
课程编号
01200110
开课学院
航空宇航
开课系
0121
课程名称
中文
飞行器空气动力学
课程类别
必修课
英文
Aerodynamics of Aircraft
课程学时
总学时
理论教学
实验教学
上机
课程设计
48
41
7
1.有2.无√
课程简介：
简要描述课程的性质及专业地位，培养目标（理论、能力和技能）
8
2
√
√
5
粘流与CFD初步
10
√
√
总学时
48
41
7
根据课程的特点，本课程的教学主要包括理论授课、课外作业、实验、考试。
课程知识结构说明：
明确课程涉及的学科知识领域、知识单元，每个知识单元由哪些知识点构成以及每个知识单元的学习目标，明确核心知识点（用“*”标示）和扩展性知识点（用“Δ”标示）、必讲要求和选讲及自学要求。课程学时分布（按知识单元说明，并对核心知识点与较大的知识点进行必要的学时标注）。课程如包含实验或实践性等环节，还需要说明该部分的学时要求以及内容、方案和作用。
第四章超音速翼型绕流。
第五章粘流、CFD及气动实验技术初步知识
边界层理论基础、粘流特点
课程教授方法说明：
指出课程教学中的难点、建议的应对策略、方法以及教学手段。
难点在于课程内容的高度抽象性、数学证明的严密性。建议与演示试验观察的现象结合、与数学方程的数学本质、物理意义等相结合。
明确以知识为载体进行能力训练和素质培养的观点对课程教学中所传授的学科课程所属学科所特有的思维方法研究手段进行说明要能够说明课程教学中如何通过知识单元或若干个知识点的传授过程来达到何种素质的培养和何种能力的训练通过这门课使学生对飞行器飞行的整个速度范围的空气动力特性方法有全面和系统的理解并掌握空气动力学特性求解的基本理论和方法初步具备飞行器气动力设计所需知识并为学习后续课程开展科学研究打好基础
本课程是面对航空类本科生继流体力学的后续专业基础课程。从飞行器设计角度出发，较全面介绍飞行器在低速、亚音速和超音速绕流时的空气动力特性。第一章介绍低速翼型的气动特性，重点讲薄翼型理论和库塔-儒可夫斯基升力定理；第二章讲机翼低速气动特性，重点讲大展弦比直机翼有关的升力线理论；第三章介绍亚音速线化理论；第四章讲超音速线化理论及跨音速和高超音速流动基础；第五章介绍粘流初步及CFD技术。
实验内容：翼型表面压力测量
第三章亚音速翼型和机翼的气动特性（7学时+2学时实验）“*”
含速度位方程、小扰动线化理论、亚音速流中薄翼型的气动特性、亚音速薄机翼的气动特性、临界马赫数及阻力发散马赫数，作业，实验、课堂讨论。
实验内容：升力定理演示实验
第四章超音速线化理论及跨音速“*”、高超音速流初步（10学时）“Δ”
先修课程
高等数学，数理方程，复变函数
使用教材
空气动力学，航空工业出版社，陈再新等编（新编讲义正在统编）
参考书目与文献
空气动力学，航空工业出版社，陈再新等编；空气动力学基础（国防工业出版社，徐华舫编著）；飞行器部件空气动力学（杨昨生等编）
课程相关主要网站
课程教学方式
讲授、实验、讨论
主要适用专业
飞行器设计等相关专业
实验内容：高超声速风洞原理及实验演示
课程考核形式与要求：
明确课程考核成绩由几个部分构成，考核的侧重点，相对于知识单元（或课程的各个构成部分）大致的分数分配。考核形式（如开卷考试、闭卷考试、面试、停课考试、随堂考试、总结报告等）。
课程考核由名词解释、计算、典型流动特征分析等几部分组成，考核形式为闭卷考试。
课程结构说明：
对课程的组织结构进行简要说明，即明确课程所述内容由几个大的部分构成，每个部分的教学由哪几个环节或单元组成（如：理论授课、实验教学，上机实习，课外作业，随堂考试，讨论会，总结报告等）
序号
内容
理论授课
实验教学
课堂讨论
课外作业
1
低速翼型
8
2
低速机翼
8
3
√
3
亚声速翼型与机翼
7
2
√
√
4
跨、超、高超声速
采取课堂教学、分组讨论、板书详细解释等方法，调动学生的兴趣。
课程能力培养说明：
明确以知识为载体进行能力训练和素质培养的观点，对课程教学中所传授的学科（课程所属学科）所特有的思维方法、研究手段进行说明，要能够说明课程教学中如何通过知识单元或若干个知识点的传授过程来达到何种素质的培养和何种能力的训练，
通过这门课，使学生对飞行器飞行的整个速度范围的空气动力特性方法有全面和系统的理解，并掌握空气动力学特性求解的基本理论和方法，初步具备飞行器气动力设计所需知识，并为学习后续课程、开展科学研究打好基础。
含超音速薄翼型的绕流、超音速薄翼型线化理论、薄机翼超音速绕流的基本概念、跨音速翼型绕流、高超音速流动初步，作业，课堂讨论。
第五章粘流、CFD及气动实验技术初步知识（8学时+2学时实验）“Δ”
含边界层理论基础、完全粘流特点及解法、CFD中的网格生成技术简介、全位势、欧拉方程及N-S方程基本解法、风洞及空气动力学实验技术简介，4学时观察实验，作业，课堂讨论。