空气动力学与热学基础试题一及答案

合集下载

空气动力学试卷及答案

2020---2021学年第二学期《空气动力学》期末试卷一、选择题、多选（每空2.5共85分）1.空气的组成为: （）。

[单选题] *A. 78％氮，20％氢和2％其他气体B. 90％氧， 6％氮和4％其他气体C. 78％氮，21％氧和1％其他气体(正确答案)D. 21％氮，78％氧和1％其他气体2.空气的物理性质主要包括（）。

[单选题] *A.空气的粘性B.空气的压缩性C.空气的粘性和压缩性(正确答案)D.空气的可朔性3.绝对温度的零度是（）。

[单选题] *A. -273℉(正确答案)B. -273KC. -273℃D. 32℉4.32℉表示（）。

[单选题] *A. 0 ℃B.0 KC. -273.15 KD.273.15 K(正确答案)5.流体的粘性系数与温度之间的关系是（）。

[单选题] *A. 液体的粘性系数随温度的升高而增大。

B. 气体的粘性系数随温度的升高而增大。

(正确答案)C. 液体的粘性系数与温度无关。

D. 气体的粘性系数随温度的升高而降低。

6.(多选★)选出影响空气粘性力的主要因素（）。

*A. 空气清洁度B. 速度梯度(正确答案)C. 空气温度(正确答案)D. 相对湿度7.下列不是影响空气粘性的因素是（）。

[单选题] *A.空气的流动位置(正确答案)B.气流的流速C.空气的粘性系数D.与空气的接触面积8.(多选★)对于露点温度如下说法正确的是（）。

*A. 温度升高，露点温度也升高B. 相对湿度达到100％时的温度是露点温度 BC(正确答案)C. 露点温度下降，绝对湿度下降(正确答案)D. 露点温度下降，绝对湿度升高9.假设其他条件不变，空气湿度大（）。

[单选题] *A. 空气密度大，起飞滑跑距离长B. 空气密度小，起飞滑跑距离长(正确答案)C. 空气密度大，起飞滑跑距离短D. 空气密度小，起飞滑跑距离短10.对于音速，如下说法正确的是（）。

[单选题] *A. 只要空气密度大，音速就大B. 只要空气压力大，音速就大C. 只要空气温度高，音速就大(正确答案)D. 只要空气密度小．音速就大11.(多选★)对于音速，如下说法正确的是（）。

热力学基础试题及答案

热力学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律指出能量守恒，下列哪项描述是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以从一个物体转移到另一个物体C. 能量可以在封闭系统中增加或减少D. 能量总是从高温物体流向低温物体答案：B2. 熵是热力学中描述系统无序度的物理量，下列哪项描述是正确的？A. 熵是一个状态函数B. 熵是一个过程函数C. 熵只与系统的温度有关D. 熵只与系统的压力有关答案：A3. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中P代表压力，V代表体积，n代表摩尔数，R代表气体常数，T代表温度。

下列哪项描述是错误的？A. 理想气体状态方程适用于所有气体B. 在恒定温度下，气体的体积与压力成反比C. 在恒定压力下，气体的体积与温度成正比D. 在恒定体积下，气体的压力与温度成正比答案：A4. 热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，下列哪项描述是正确的？A. 热量总是从高温物体流向低温物体B. 热量可以在没有外界影响的情况下从低温物体流向高温物体C. 热量可以在外界做功的情况下从低温物体流向高温物体D. 热量可以在没有外界做功的情况下从低温物体流向高温物体答案：C5. 卡诺循环是理想化的热机循环，其效率只与热源和冷源的温度有关。

下列哪项描述是错误的？A. 卡诺循环的效率与工作介质无关B. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度差有关C. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度成正比D. 卡诺循环的效率在所有循环中是最高的答案：C6. 根据热力学第三定律，下列哪项描述是正确的？A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度是不可能达到的C. 绝对零度下所有物质的熵为零D. 绝对零度下所有物质的熵为负值答案：B7. 热力学中的吉布斯自由能（G）是用来描述在恒温恒压条件下系统自发进行变化的能力。

下列哪项描述是错误的？A. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是负值时，反应自发进行B. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是正值时，反应非自发进行C. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是零时，系统处于平衡状态D. 吉布斯自由能的变化（ΔG）与系统的温度和压力无关答案：D8. 相变是指物质在不同相态之间的转变，下列哪项描述是错误的？A. 相变过程中物质的化学性质不变B. 相变过程中物质的物理性质会发生变化C. 相变过程中物质的熵值不变D. 相变过程中物质的体积可能会发生变化答案：C9. 热力学中的临界点是指物质的气液两相在该点的物理性质完全相同。

空气动力学试卷及答案(可编辑)

空气动力学试卷A 选择题（每小题2分，共20分） 1. 温度是表示一个（）的特性。

A. 点 B. 线 C.面 D.体 2. 通常压强下，空气是否有压缩性（） A. 无B. 有C.不确定D.以上都有可能 3. 升力系数的表达式为（） A. B. C. D. 4. 矢量的和的矢量积（叉乘）符合（） A. 左手法则 B. 右手法则 C. 左、右手法则都符合 D. 左、右手法则都不符合 5. 下列哪种情况出现马赫锥：( ) 小扰动在静止空气中传播小扰动在亚声速气流中传播小扰动在声速气流中传播小扰动在超声速气流中传播 6. 膨胀波是超声速气流的基本变化之一，它是一种（）的过程： A. 压强上升，密度下降，流速上升 B. 压强下降，密度下降，流速下降 C. 压强下降，密度下降，流速上升 D. 压强上升，密度下降，流速下降 7. 边界层流动中，边界层内流体的特性是：( ) A. 流速在物面法向上有明显的梯度，流动是有旋、耗散的 B. 流速在物面法向上无明显的梯度，流动是有旋、耗散的 C. 流速在物面法向上有明显的梯度，流动是无旋的 D. 流速在物面法向上无明显的梯度，流动是无旋的 8. 低速翼型编号NACA2412中的4表示什么：( ) A. 相对弯度为40% B. 相对弯度的弦向位置为40% C. 相对厚度为40% D. 相对厚度的弦向位置为40% 9. 对于一个绝热过程，如果变化过程中有摩擦等损失存在，则熵必有所增加，必然表现为：( ) A. B. C.D.不能确定10. 马赫数Ma的表达式为：( ) A. B.C. D. 二、填空题（每小题3分，共15分） 1. 流体的压强就是气体分子在碰撞或穿过取定表面时，单位面积上所产生的法向力。

定义式是：________ 2. 气体的状态方程是：__________ 气体的压缩性大小通常可以用___________ 度量，其定义为产生单位相对体积变化所需要的压强增大。

气体动力学基础试题与答案

一、解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系 1．轨线和流线2．马赫数M 和速度系数λ 5．膨胀波和激波二、回答下列问题1．膨胀波在自由表面上反射为什么波？为什么？4．收敛喷管的三种流动状态分别是什么？各有何特点？三、（１2分）已知压气机入口处的空气温度Ｔ１＝２８０Ｋ，压力Ｐ１=１.０bar ，在经过压气机进行可逆绝热压缩以后，使其压力升高了２５倍，即增压比Ｐ２／Ｐ１＝２５，试求压气机出口处温度和比容，压气机所需要的容积功。

设比热容为常数，且比热比。

四、空气沿如图1所示的扩散管道流动，在截面1-1处空气的压强5110033.1⨯=p N/m 2,温度 151=t C,速度2721=V 米/秒，截面1-1的面积1A =10厘米2，在截面2-2处空气速度降低到2V =72.2米/秒。

设空气在扩散管中的流动为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数1M 和2M ；（2）进、出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。

六、(15分)在超声速风洞的前室中空气的滞止温度为T *=288K,在喷管出口处空气的速度V 1=530米/秒，当流过试验段中的模型时产生正激波（如图1所示），求激波后空气的速度。

图1第四题示意图图2 第五题示意图一、解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系（共２０分，每题４分）1．轨线和流线答：轨线是流体质点运动的轨迹；流线是一条空间曲线，该曲线上任一点的切线与流体在同一点的速度方向一致。

区别：轨线的是同一质点不同时刻的位置所连成的曲线；流线是同一时刻不同质点运动速度矢量所连成的曲线。

联系：在定常流动中轨迹线和流线重合。

2．马赫数M 和速度系数λ答：马赫数M 是气体运动速度与当地声速的比值；速度系数λ是气体运动速度与临界声速的比值。

区别：速度相同时气体的马赫数与静温有关，最大值为无限大，而速度系数于总温有关，其最大值为有限值。

联系：已知马赫数可以计算速度系数，反之亦然。

空气动力学与热学基础试题一及答案

空⽓动⼒学与热学基础试题⼀及答案试题⼀⼀、填空题（每空1分，共30分）１、⼀个标准⼤⽓压= ㎜Hg ≈ Pa= bar，⼀个⼯程⼤⽓压= ㎜HO≈ Pa 。

22、完全⽓体是指的⽓体，⼀般情况下只要是压⼒不和温度不的⽓体都可以当作完全⽓体。

3、通⽤⽓体常数（µR）≈（J/mol·K）。

4、平衡状态必须满⾜的三个条件是、和。

5、热⼒循环中体系对外界所做的功?=dw。

6、马赫数的定义式为，它是⽓流的衡量指标。

飞机飞⾏马赫数的定义为。

7、空速管是应⽤⽅程的原理制成的。

8、飞机机翼的迎⾓是指，在时为正，时为负。

9、后掠机翼由于后掠⾓的存在会产⽣效应和效应，其主要原因是。

10、在细长三⾓翼上产⽣的升⼒有和两部分，其中的变化与迎⾓成⾮线性关系。

11、飞机保持平飞所必须满⾜的两个运动⽅程是和。

12、在保持其它条件不变时，螺旋桨的拉⼒随飞机飞⾏速度的增⼤⽽，随发动机转速增⼤⽽。

⼆、判断题（每⼩题1分，共10分）1、热量只能从温度⾼的物体传给温度低的物体。

（）2、各种完全⽓体在同温同压下的体积相等。

（）3、完全⽓体在等温变化过程中从外界吸⼊的热量全部⽤来对外界做功。

（）4、所有⼯作于两个定温热源之间的热机，热效率相等。

（）5、变截⾯管流中，⽓流在管道⾯积⼩的地⽅流速快，⽽在管道⾯积⼤的地⽅流速慢。

（）6、⽓流的滞⽌参数就是⽓流速度为零的参数。

（）7、拉伐尔管的最⼩截⾯就是临界截⾯。

（）8、飞机的升⼒随着飞⾏速度的增⼤⽽增⼤。

（）9、在⼀定的⾼度和⼀定的迎⾓时，飞机只能以⼀定飞⾏速度平飞。

（）10、飞机具有速度稳定性的条件是：飞⾏速度增⼤时，升⼒增⼤，飞⾏速度减⼩时，升⼒减⼩。

（）三、简答题（每⼩题5分，共30分）１、请写出飞机极线图中A、B、C三点所对应的迎⾓及其定义。

2、什么叫做状态量和过程量？在我们学习过的参数中各列举两个状态量和过程量。

3、⾳速的定义是什么？写出⾳速的两种形式的计算公式，影响⾳速⼤⼩的因素有哪些?4、激波形成的条件是什么？它按形状可以分为哪⼏种？它们的强度哪个最强？并⽰意地画出各⾃的形状.5、什么叫做飞机的临界马赫数？其物理意义是什么？并说明为何后掠机翼的临界马赫数⽐平直机翼的临界马赫数⼤的原因.6、分别写出总温、总压与静温、静压及⽓流M 数的数学关系式。

气体动力学基础试题与答案

一、解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系 1．轨线和流线2．马赫数M 和速度系数λ 5．膨胀波和激波二、回答下列问题1．膨胀波在自由表面上反射为什么波为什么4．收敛喷管的三种流动状态分别是什么各有何特点三、（１2分）已知压气机入口处的空气温度Ｔ１＝２８０Ｋ，压力Ｐ１=１.０bar ，在经过压气机进行可逆绝热压缩以后，使其压力升高了２５倍，即增压比Ｐ２／Ｐ１＝２５，试求压气机出口处温度和比容，压气机所需要的容积功。

设比热容为常数，且比热比k=。

四、空气沿如图1所示的扩散管道流动，在截面1-1处空气的压强5110033.1⨯=p N/m 2,温度ο151=t C,速度2721=V 米/秒，截面1-1的面积1A =10厘米2，在截面2-2处空气速度降低到2V =米/秒。

设空气在扩散管中的流动为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数1M 和2M ；（2）进、出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。

图 1 第四题示意图图2 第五题示意图一、解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系（共２０分，每题４分）1．轨线和流线答：轨线是流体质点运动的轨迹；流线是一条空间曲线，该曲线上任一点的切线与流体在同一点的速度方向一致。

区别：轨线的是同一质点不同时刻的位置所连成的曲线；流线是同一时刻不同质点运动速度矢量所连成的曲线。

联系：在定常流动中轨迹线和流线重合。

2．马赫数M和速度系数λ答：马赫数M是气体运动速度与当地声速的比值；速度系数λ是气体运动速度与临界声速的比值。

区别：速度相同时气体的马赫数与静温有关，最大值为无限大，而速度系数于总温有关，其最大值为有限值。

联系：已知马赫数可以计算速度系数，反之亦然。

3．膨胀波和激波答：膨胀波是超声速绕外钝角偏转或加速时所产生的压力扰动波；激波是超音速气流流动方向向内偏转所产生强压缩波。

空气动力学习题答案

1.1解：）（k s m 84.259mk R 22328315∙===-RT p ρ=36m kg 63.5063032.5984105RT P =⨯⨯==ρ气瓶中氧气的重量为354.938.915.0506.63G =⨯⨯==vg ρ 1.2解：建立坐标系根据两圆盘之间的液体速度分布量呈线性分布则离圆盘中心r ，距底面为h 处的速度为0u kn u +=当n=0时 u=0推出0u 0= 当n=h 时 u=wr 推出hwr k = 则摩擦应力τ为hwr u dn du u==τ 上圆盘半径为r 处的微元对中心的转矩为θθτdrd hwr u r rdrd h wr u r dA d 3=⋅=⋅=T则⎰⎰==T 2D 0332032D u drd hr uωπθωπ1.4 解：在高为10000米处T=288.15-0.0065⨯10000=288.15-65=223.15压强为⎪⎭⎫ ⎝⎛=T a T Pa P 5.2588MKN43.26Ta T pa p 2588.5=⎪⎭⎫ ⎝⎛=密度为2588.5T a T a ⎪⎭⎫⎝⎛=ρρmkg4127.0Ta T a 2588.5=⎪⎭⎫⎝⎛=∴ρρ1-7解:2M KG 24.464RTPRT p ==∴=ρρ空气的质量为kg 98.662v m ==ρ 2-3解:将y 2+2xy=常数两边微分2ydy+2xdx+2ydx=0整理得ydx+（x+y ）dy=0 （1）将曲线的微分方程yx V dyV dy =代入上式得 yVx+（x+y ）V y =0 由22y 2xy 2x V ++=得V x 2+V y 2=x 2+2xy+y 2 （（2）由（1）（2）得()y v y x v y x =+±=，习题二2-2解：流线的微分方程为yx v dyv dx =将v x 和v y 的表达式代入得ydy xdx yx 2dyxy 2dx 22==，将上式积分得y 2-x 2=c ，将（1，7）点代入得c=7 因此过点（1，7）的流线方程为y 2-x 2=482-5解:直角坐标系与柱坐标系的转换关系如图所示速度之间的转换关系为{θθθθθθcos v sin v v sin v cos v v r y r x +=-=由θθθθθθcos r1y v sin yrsin r 1xvcos x rrsin y rcos x =∂∂=∂∂⎪⎩⎪⎨⎧-=∂∂=∂∂⇒⎭⎬⎫==()()⎪⎭⎫⎝⎛--∂∂+-∂∂=∂∂∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂θθθθθθθθθsin r 1sin V cos V cos sin V cos V r x v v x r r v x v r r x x xθθθθθθθθθθθθθs i n c o s V s i n V s i n V c o s V r 1c o s s i n r V c o s r V r r r ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂--∂∂-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=θθθθθθθθθθθθθθcos sin V r1sin V r 1sin V r 1cos sin V r 1cos sin r V cos r V 22r r 2r +∂∂++∂∂-∂∂-∂∂=()()θθθθθθθθθcos r1cos V sin V sin cos V sin V r y v v V y r V V V V r r y x y xy +∂∂++∂∂=∂∂⋅∂∂+∂∂⋅∂∂=∂∂θθθθθθθθθθθθθcos r1sin V cos V cos V sin V sin cos r V sin r V r r r ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∂∂++∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=θθθθθθθθθθθθθcos sin V r1cos V r 1cos V r 1cos sin v V r 1cos sin r V sin r V 22r r 2r -∂∂++∂∂+∂∂+∂∂=zV V V r 1r V z V y V x V div z r r z y x ∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂++∂∂=∂∂+∂∂+∂∂=∴θυθ 2-6解：（1）siny x 3x V 2x -=∂∂ s i n y x 3y V 2y =∂∂ 0yV x V y x =∂∂+∂∂ ∴此流动满足质量守恒定律（2）siny x 3x V 2x =∂∂ s i n y x 3y V 2y =∂∂ 0siny x 6yV x V 2y x ≠=∂∂+∂∂ ∴此流动不满足质量守恒定律（3）V x =2rsin rxy2=θ V y =-2rsin 2ry 22-=θ33ry 2x Vx =∂∂332yr 2y y x 4y V +-=∂∂0ryx 4y V x V 32y x ≠-=∂∂+∂∂∴此流动不满足质量守恒方程（4)对方程x 2+y 2=常数取微分，得xdy dy dx -= 由流线方程yx v dy v dx =(1) 由）（得2r k v v r k v 422y 2x =+= 由（1）（2）得方程3x r ky v ±= 3y rkx v = 25x r kxy3x V =∂∂∴ 25y rkxy 3yV ±∂∂ 0yV x V yx =∂∂+∂∂∴此流动满足质量守恒方程2—7解：0xVz V 0r yz 23r yz 23z V y V z x 2727y z =∂∂-∂∂=⋅+⋅-=∂∂-∂∂同样 0y V x V x y =∂∂-∂∂∴该流场无旋()()()2322222223222z y x z y x z y x d 21zy x z d z y d y x d x dz v dy v dx v d ++++⋅=++++=++=Φ c zy x 1222+++-=Φ∴2—8解：（1）a x V x x =∂∂=θ a yV y y =∂∂=θ a z Vz z -=∂∂=θ 021v ;021v ;021v z y x =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂==⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=y V x V x V z V z V x V x x z x y z （2）0y V x V 210x V z V 210z V y V 21x y z z x y y z x =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂==⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=ωωω；；位该流线无旋，存在速度∴ （3）azdz 2aydy axdx dz v dy v dx v d z y x -+=++=ϕc az ay 21ax 21222+-+=∴ϕ 2—9解：曲线x 2y=-4，()04y x y x f 2=+=，切向单位向量22422422y2x 2y2x yx 4x xy 2i yx 4x x j f f fx i f f fy t +-+=+-+=t t v v v t ⋅∇=⋅=∇=ϕϕ切向速度分量把x=2，y=-1代入得()()j x 2x i y x 2x j yi x v 2+-+--=∂∂+∂∂=∇=ϕϕϕ j 21i 21j y x 4x 2xy i y x 4x x t 2242242+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+= 23t v v t -=⋅= j 23i 23j 21i 2123t v v t t --=⎪⎭⎫⎝⎛+-== 2—14解：v=180hkm =50sm根据伯努利方程22V 21V 21p ρρρ+=+∞∞ pa p =∞ 驻点处v=0，表示为1531.25pa 501.22521V 21pa p 22=⨯⨯==-∞ρ相对流速为60sm 处得表示为75.63760225.12125.1531V 21V 21pa p 222-=⨯⨯-=-=-∞ρρ 习题三3—1解：根据叠加原理，流动的流函数为()xyarctg 2Q y V y x πϕ+=∞，速度分量是22y 22x yx y2Q x V y x x 2Q V y V +⋅=∂∂-=+⋅+=∂∂=∞πϕπϕ；驻点A 的位置由V AX =0 V Ay =0求得 0y V 2Qx A A =-=∞；π 过驻点的流线方程为2x y arctg 2y x y arctg 2y y Q V Q V A A A =+=+∞πθπ θθππθππsin 2r x y arctg 2y -⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∞∞V V Q 或即在半无限体上，垂直方向的速度为θπθθππ-sin v r sin 2y x y 2v 222y ∞==+=Q Q 线面求极值()0-sin v -cos sin v 2d dv 22y=+=∞∞θπθθπθθθ 当0sin =θ 0v v miny y ==2-tg -=θπθmaxyy v v =用迭代法求解2-tg -=θπθ得取最小值时，y 1v 2183.1139760315.1==θ 取最大值时，y 2v 7817.2463071538.4 ==θ由θπθθππ-sin v r sin 2y x y 2v 222y ∞==+=Q Q θπθθθππ-cos sin v r cos 2v y x x 2v v 22x +=+=++=∞∞∞Q Q 可计算出当∞∞===v 6891574.0v v 724611.0v x y 1，时，θθ 6891514.0v v 724611.0v x y 2=-==∞，时，θθ合速度∞=+=v v v 2y 2x V3—3解：设点源强度为Q ，根据叠加原理，流动的函数为xa3-y a r c t g2a x y a r c t g 2a x y a r c t g 2πθπθπθϕ+++-=两个速度分量为()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++++++--=222222a 3-y x xy a x a x y a x a x 2x πθ()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++++++-=222222y a 3-y x a3-y y a x y y a x y 2v πθ 对于驻点，0v v y x ==，解得a 33y 0x ==A A ， 3—4解：设点源的强度为Q ，点涡的强度为T ，根据叠加原理得合成流动的位函数为Q ππθϕ2l n r 2Γ+=πθϕπθϕθ2r 1r 12r 1r r Γ=∂∂==∂∂=V V ；速度与极半径的夹角为Qarctg arctgr Γ==V V θθ 3—5根据叠加原理得合成流动的流函数为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+=∞y a y yaarctg a y y aarctgV ϕ 两个速度分量为()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++---+++=∂∂=∞1y v 2222x y a x a x a y a x a x a V ϕ ()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--++=∂∂-=∞2222y y v y a x yy a x y a V ϕ 由驻点()0a 30，得驻点位置为±==y x v v 零流线方程为0ay yaarctg a y y xaarctgy =--++∞∞V V 对上式进行改变，得⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-+a y tan ay2a y x 222当0x =时，数值求解得a 03065.1y ±= 3—9解：根据叠加原理，得合成流动的流函数为a y y a r c t g 2a y y a r c t g 2y v -++-=∞ππϕQ Q速度分量为()()2222x y a x ax 2y a x a x 2y v v +-+++++-=∞ππQ Q ()()2222y ya x ax 2y a x a x 2v +-+++++-=ππQ Q 由0v v y x ==得驻点位置为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+±∞0v a a 2，πQ 过驻点的流线方程为ay y arctg 2a y y arctg 2y v =-++--∞ππQ Q 上面的流线方程可改写为ay y arctga y y arctg y v 2--+=∞Q π 222a y x ay2a y y arctg a y y arctg tan y v 2tan -+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∴∞Qπ 容易看出y=0满足上面方程当0y ≠时，包含驻点的流线方程可写为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-+∞Q y v 2tan ay2a y x 222π当12v a ===∞πQ 时，包含驻点的流线方程为tanyy21y x 22--=-+ 3—10解：偶极子位于原点，正指向和负x 轴夹角为α，其流函数为 22yx x s i n y c o s 2+--=ααπϕM 当45=α时22yx xy 222+--=πϕM 3—11解：圆柱表面上的速度为a2sin v 2v πθΓ--=∞ 222222a4a 2s i n v 4v ππθΓ+Γ=∞ 222222v a 4av 2sin 4sin 4v v ∞∞∞Γ+Γ+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ππθθ压强分布函数为222p v asin 41sin 41v v 1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Γ+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∞∞θπθC习题四4—1解：查表得标准大气的粘性系数为nkg 1078.1u 5-⨯= 65el 1023876.11078.16.030225.1u⨯=⨯⨯⨯==-∞LV R ρ 平板上下两面所受的总得摩擦阻力为N S V L R F 789.021e 664.0222=⨯⨯=∞ρ 4—2解：沿边阶层的外边界，伯努利方程成立代表逆压梯度代表顺压梯度，时；当时当0m 0m 00m 00m m v v v 21p 12201002〈〉∴〉∂∂〈〈∂∂〉-=-=∂∂-=∂∂=+--xpx p x v x v x v xx p c m m m ρρρρδδδ 4—4解：（a ）将2x y 21y 23v v ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=δδδ带入（4—90）中的第二式得δδδδδ28039dy vv 1v v 0x x =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎰** 由牛顿粘性定律δτδuu 23y v u 0y xw =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂==下面求动量积分关系式，因为是平板附面层 0dx dv =∴δ积分关系式可表示为dxd v 2w **=δρτδ 将上述关系式代入积分关系式，得δρδδv dxud 14013=边界条件为x=0时，0=δ 积分上式，得平板边界层的厚度沿板长的变化规律()64.428039646.0x x x64.4ll ⨯==∴=**R R δδ（b ）()74.164.483x x 83dy v v 1lx =⨯=∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=*∞*⎰R δδδδ（c ）由（a ）知()64.4x x l =R δ（d ）646.0x x646.0v 21324xx 64.4u23l f l 2wf l w =∴====R C R C R δρτδδδτ）得—由（；（e ）单面平板的摩擦阻力为()292.1x x 292.1s v 21b bdx v 21l f l 2f l02f=∴===⎰R C R X C C X F F δδρρ摩阻系数为假设版宽为4—6解：全部为层流时的附面层流厚度由式（4—92）得 ()01918.048.5L e ==LR Lδ 全部为湍流时的附面层流厚度由式（4—10）得()0817.037.0L 51e ==-LLR δ第五章5—3证明（1）将r （θ）表示为下列三角级数()⎪⎭⎫⎝⎛+=∑∞=∞1n 0n s i n n s i n c o s v 2r θθθθA A 将其代入（5—35）得()∑∞==+-1n f10dxdy n ncos θαA A 可得⎰⎰=-=ππθθπθπα011fn 01f 0d cosn dxdy 2d dx dy 1A A ；对于平板，0dx dy f =，故有α=0A ，()θθαθsin cos v 2r 0n 21∞=∴===A A A 当πθ→时，()0r ≠π，不满足后缘条件（2）将()⎪⎭⎫⎝⎛++=∑∞=∞1n 0nsins sin cos 1v 2r θθθθA A 将其带入（5—35）积分得()αθθθθθθθθθπππ-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-+-⎰⎰∑∞=∞dxdy d cos cos sin nsinn cos cos d cos 1v 1f 0021n 2A()∑∞==+-1n 1f10s i n dy n ncos θθαA A⎰-=1f 0d dx dy 1θπαA ⎰=πθθπ011fn d c o s n dx dy 2A 对于平板0dxdyf =，0n 210====∴A A A A ；α()θθαθsin cos 1v 2r +=∴∞当πθ→时，()0r =θ，满足后缘条件5—2解：设在41弦线处布涡的强度为Γ，则该涡在43弦线处产生的诱导速度为c2c 2v yi ππΓ=Γ=若取43弦点为控制点，在改点满足边界条件⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γ∴⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Γ∞∞απαπdx dy cv dx dy v c f f 因此开力为⎪⎭⎫⎝⎛-=Γ-=∞∞dx dy cv v f 2αρπρL 开力系数为⎪⎭⎫ ⎝⎛-==∞dx dy 2c v 21f 2απρLC L 对于平板0dx dy f =ππαα22==∴L L C C ；5—4解对于薄翼型，πα2=LC 对于2412翼型，()()1x 4.0x 28.00555.0dxdy 4.0x 0x 28.081dx dy ff ≤≤-=≤≤-=；；令()1cos 121x θ-=，则当x=0.4时，2.0arccos 1=θ ()()π≤≤-=≤≤-=x 2.0a r c c o s 0.28.00555.0dxdy 2.0arccos x 00.28.081dx dy ff ；；()()()112.0a r c c o s1101f 0d c o s 12.0c o s 811d c o s 1dx dy 1θθθπθθπαπ--=-=∴⎰⎰()()112.0a r c c o s1d c o s 12.0c o s 0555.01θθθππ--+⎰101fn d c o s n dxdy 2θθππ⎰=A()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+--=⎰⎰12.0arccos 1112.0arccos 011cos 12.0cos 0555.02d cos 12.0cos 812θθπθθθππA ()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-=⎰⎰πθθθθθθπ2.0arccos 111112.0arccos 012d cos22.0cos 0555.0d cos22.0cos 812A ()214mp 4A A C -=π5—5解：根据余弦定理9924.0c 9849.0abcosc 2b a c 222=∴=-+=9962.0cb c o s ca ac 2b abcosc 2b a a 2ac b c a cos 2222222=-=--++=-+=B 059878.4==∠∴B折算后的迎角为010，()()1x 32170tan dx dy 32x 05tan dx dy d cos 1dxdy 120f 0f 101f00≤≤=≤≤=-=-=⎰；；；θθπαααππL C令()弧度时当9106.131arccos 32x cos 121x 11=⎪⎭⎫⎝⎛-==-=θθ ()()119106.1019106.10100d cos 1tan1701d cos 15tan 1θθπθθπαπ-+-=∴⎰⎰()()⎰⎰-=-+-=9106.10119106.101101253.0d cos 1tan170d cos 15tan θθπθθπ()8837.11253.018010220=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯=-=∴ππααπL C 5—7解：()()()x 2x 3x k 2x 1-x kx y 23f +-=-=()2x 6x 3k dx dy 2f +-= 令0dx dy f =得()正号舍去331±=x ()6x 6k dx y d 2f 2-=将331-=x 代入，得0dx y d 2f2〈 因此f y 在331-=x 处取得极大值，2f =%将331-=x 代入f y 得k=0.052 令()1cos 121x θ-=代入（1）得k 41cos 23cos 43dx dy 112f ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=θθ ()110f0d cos 1dxdy 1θθπαπ-=∴⎰()()0235.11105.00524.0220=-=-=∴πααπL C 07794.0d cos dx dy 2110f1==⎰θθππA 04587.0d dxdy 110f0=-=⎰θπαπA0186.0d cos2dx dy 2110f 2=⎪⎭⎫⎝⎛=⎰θθππA ()533.0210=+=πA A C L ()1798.041412-=--=L L C A A C π6—5解：根据开力线理论()()ζζδζπδd d d 41v 22yi Γ-=⎰-LL已知()2122021202112d d 21⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-Γ-=Γ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-Γ=ΓL L L ζζζζδ； ()11122220yi d sin 2d cos 2cos 2d 213v 21θθζθζθζζζδζζπδL L L L L L L =-=-=-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-Γ=∴⎰-；；；令则⎪⎭⎫ ⎝⎛-Γ-=-Γ-=⎰θθθθθθθππsin 3sin 183d cos cos cos sin 3v 01011122yi L L当LLL L 43v 283v 3240yi 0yi Γ-===Γ-===，时，时πθζπθζ6—6解（1）有叠加原理可知，a 处的下洗速度为⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+Γ-=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+Γ-⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛Γ-=a a 21a 2a 1242a 22a 22a 4v 22222222yi L L L L L L L L πππa 处的下洗角α为L V V L C L LV V L ∞∞∞∞Γ==⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+Γ=-=λρπα221a a 21v 222yi ；因此a 2L V C L ∞=Γ代入下洗角中得⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=a a 21222L C L πλα （2）对于椭圆翼()()00222121ααλπλπλππααπλαα-+=+=-+=∞∞L L L C C C()02222i 1aa 2211a a 22d ααλπλ-⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++⎪⎭⎫ ⎝⎛=L L C L ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∴1aa 221d dd 22i L λα当4.0a 8==，λ时26.0d dd i=α6—9解：1268.41;274.0s 21-∞∞∞=+===rad C C C V L C L L LL αααρ00013.22.1354.3;354.3=-===-ααααLLC C00385.02==πλLDi C C 6—11解：()09985.01;846.0s 2122=+===∞δπλρLDi L C C V L C71.41017N;s 212===∞Lx V C x i Di i ρ% 第七章7—1解状态方程RT ρ=p3212312123121321300v v w v v 21a 25.1019a 62.506a 62.506T T K T KP P KP P KP P ；；；；；；；；========ρρρρρ（1）由状态1等压膨胀到2的过程中，根据质量守恒方程12v 2v =所以1221ρρ=等压变化K T T T T T T 600221221122211====∴=；ρρρρ 由32→等容变化，根据质量方程23ρρ= 等容变化2323223322T T T T T P T P ==∴=；（2）介质只在21→过程中膨胀做功KJ 53.21v p w =∇= （3）()996.182m v p =+=T C T C Q δ（4）161.466KJ pdv -q du pdv du q ==∴+=δδ（5）k kj 298.0ln s r 2112v =∆∴⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=δρρδP P C 7—3解根据质量守恒小截面与2A 截面的流量相等即()()()()25.0388.0q q q c q c2211220201010=∴==∴=λλλλλA A T A P T A P7—4解：气流从Ma=1加速到Ma1=1.5需要的外折角度为091.11='δ总的外折角度091.2615=+'=δδ 查表得Ma2=2.02456.010********=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⋅=P P P P P P P P P P 7—5解：经过正激波时绝热，总温度0T 不变根据总静温之比1r 2a 21r 1020+=*∴-+=T T M T T 1r r 2r 1r 200+=*=+=*∴*RT RT C T T ；波后的速度系数为1r r 2v v 0222+==*RT C λ根据波前波后的速度关系121=λλ 1r r 2v 1021+=∴RT λ 根据马赫数与速度系数的关系，得得波德马赫数2121211r 1r 11r 2a λλ+--+=M 总压损失系数δ为()()1r 121211r 1212a 1r a 1r 1r 1r a 1r r 2---⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⎪⎭⎫⎝⎛+--+=M M M δ。

空气动力学考试试题及答案

空气动力学考试试题及答案一、选择题1. 下列哪个公式描述了升力的计算方法？A. F=maB. F=mgC. F=ρv^2SCL/2D. F=ρgSCL/2答案：C2. 当飞机在飞行中受到升力作用，则下列哪个物理量为0？A. 飞机的重力B. 飞机的升力C. 飞机的推力D. 飞机的阻力答案：A3. 在低速条件下，升力系数CL的计算公式是？A. CL=2παB. CL=2πα/βC. CL=πα^2D. CL=α^2答案：C4. 空气动力学中，哪个公式表示了阻力的计算方法？A. F=maB. F=mgC. F=ρv^2CD/2D. F=ρgCD/2答案：C二、填空题1. 升力的计算公式是F=______。

答案：ρv^2SCL/22. 阻力的计算公式是F=______。

答案：ρv^2CD/2三、简答题说明升力和阻力对飞机飞行的重要性及影响。

答案：升力是飞机飞行中维持在空中的力量，能够使飞机克服重力向上飞行。

阻力则是飞机运动中的阻碍力量，会使飞机减速，影响飞行速度和效率。

升力和阻力是飞机空气动力学中两个重要的力量，对飞机飞行状态有着重要的影响。

四、计算题某架飞机在速度为200m/s时，其机翼参考面积为100平方米，升力系数为1.5，阻力系数为0.01，请计算该飞机在这个速度下的升力和阻力大小。

答案：升力F=ρv^2SCL/2=1.225*200^2*100*1.5/2=36,750N；阻力F=ρv^2CD/2=1.225*200^2*100*0.01/2=612.5N。

通过以上空气动力学考试试题及答案，希朇您对空气动力学有了更加深入的了解。

祝您学业有成！。

空气动力学考试题与答案

（1 〜6 ）一、概念I、理想流体：忽略粘性的流体.2、粘性：当流体各流层间发生相对滑移时,流体内部表现出阻碍这种相对滑移的性质.3、完全气体：忽略气体分子的体积,忽略分子间引力和斥力,忽略碰撞完全弹性.4、等温压缩系数：在可逆定温过程中,压力每升高一个单位体积的缩小率.5、绝热压缩系数：在可逆绝热过程中,压力每升高一个单位体积的缩小率.6、热胀系数：在准平衡等压过程中,温度每升高一个单位体积的膨胀率.7、功率系数：风（空气）实际绕流风机后,所产生的功率与理论最大值P mx=1/2 V2A 之比.8、贝兹极限：功率系数的最大值,其数值为了0. 59 3.9、弦长：前、后缘点所连接直线段的长度.10、骨架线（中轴线）：风力机叶片截面上内切圆圆心的连线.II、弯度、最大弯度：中轴线与几何弦长的垂直距离称为了弯度；中轴线上各点弯度不同,其中最大值为了最大弯度.1 2、拱度、最大拱度：截面上弦的垂线与轮廓线有两个交点,这两个交点之间的距离称为了拱度；截面上弦的垂线上的拱度不同,其中最大值为了最大拱度.13、NA CA 4412: “NK A〞,美国航空总局标志；第一个“ 4〞,表示最大弯度出现在弦上距前缘点4 /10弦长处；第二个“4〞,表示最大弯度为了弦长的4%“1 2〞表示最大拱度为了弦长的12%.14、简述绕流翼型产生升力的原因.无穷远处均匀来流,绕流如下图翼型,在尾部锐缘点处产生一个逆时针的漩涡,均匀来流无涡,因此在翼型外表形成一个与尾涡大小相当,方向相反, 顺时针漩涡,使上外表流速加快,下外表流速减慢,由伯努利方程,上外表流速减慢,压力增大,上下外表压差产生升力.1 5、写出理想流体的伯努利方程（不计重力）,并说明其物理意义.P+ 1/2 V2 =常数（P/ +1 /2=常数）物理意义:流体压力势能与动能之间相互转化,二者之和守恒.16、简述风能本身及当前风力发电产业链的优缺点.风能本身优点：活洁、可再生、无污染、分布广缺点：过于分散、难于搜集、稳定性差风力发电产业链优点：可再生、分布广缺点：过于分散、难于集中与控制、稳定性差、使用寿命短、本钱高17、风力机叶轮转速是多少？20〜50 r /min励磁电机转速是多少？ 1 0 0 0r / mi n、1500r / m in、3000r/mi n如何实现变速？通过变速齿轮箱来实现二、图表分析与简答.1、P2 7 图4.4推力系数G关于a=0.5对称.当a=0. 5时,G取最大值,.恍=1;当a =0 或1时,C T取最小值Csin=O ；功率系数G在a 0 . 33时,取最大值,C pmax 0.59(0.6,略小于0. 6 );当^ =0或1时,G取最小值,C pmin=0o2、P3 7 图5.2 与图5.3图5 .3说明在同一推力系数下,闭式风轮的功率系数(功率)大于开式风轮；开式风轮的最大值略小于0. 6,而闭式风轮没这个限制；其功率系数可接近1；采用闭式风轮后,最大功率系数C pma所对应的推力系数G变小.图5.2 说明采用闭式风轮后,C p d大于C p.b,同时流经风力机叶片的水平流量也有所增加,md>mb二者的增加率相等,即C p. d/C pb=m/m b；最小增加率略大于50%,最大增加率80知右.3、比拟各功率系数C p计算公式,①Cp=4a(1-a) 2②Cp 8/ 2 ° a'(1 a)x3dxCp 8/ 2 0 a'(1 a)Fx3dx①仅考虑了一维动量理论,未考虑尾涡损失,更未考虑仅有的3个叶片不能充满整个风力机的叶片旋转平面,因此计算结果较大,误差也大；②考虑了尾涡损失, 但未考虑仅有的3个叶片不能充满整个风力机的叶片旋转平面,因此计算结果中等,误差居中；③但考虑尾涡损失,乂考虑仅有的3个叶片不能充满整个风力机的叶片旋转平面,因此计算结果最小,但最精确.4、经典的叶素动量理论做了哪些假设？普朗特叶尖损失因子是对其中哪个理论的修正？(1) 空气是完全气体,密度均匀,不可压缩；(2)空气是理想流体,即忽略空气粘性；(3)径向性质相互独立,即在某个单元发生的情况不影响其他单元；(4)每个环形单元中,叶片作用在流体上的力是定常的；该假设对应叶片无穷的风轮.对(2)进行了修正.(7 ~~1 5 章)1.简述控制/调解的目的与方法.目的：保证风力机运行在设计范围内,(1)风力机转速保持在特定范围内.(2 )风力机能偏航.(3) 功率输出保持在一定范围内.(4) 风力机能启动和停机.方法：为了了限制高风速时的功率输出,可采用以下四种策略,其中前两种最常用(1) 失速调节.(2) 桨距调节.(3 )偏航调节.(4 )变速.2 .发电机的极对数P=1,2,3,求转速n.P = 1 , n〔= 60f/p , n = 3 000r/m i nP=2, n2 =1500r/ m i nP=3,n3=10O 0r/ m i n3简述失速产生原因,及其对气（汽）轮机危害.当攻角a过大（a >15o ）时,尾涡前移,使绕流不畅,阻力加大,升力锐减,造成失速；前移尾涡内,空气对叶片有磨损和腐蚀作用,缩短气（汽）轮机使用寿命, 甚至直接损坏,飞机失速可能造成机毁人亡.4.P 5 6图7. 3,说出失速调节的优缺点.图1,风速在16〜24m/s内改变,平均风速20m/s,浮动范围土4m/s,浮动率土20%;图2,起初r =4 00~42 0s,风力机未启动,异步发电机转速很低,n°Q 1 00 r/mi n,但未静止,接下来r =4 20~44 5s左右启动,风力机开始启动,n.开始从10 0 r/min 上升至1600r/min > 1 5 0 0 r /min,r =4 45s 后,风力机完全启动, 此时转速完全稳定在1600r/ m i n,虽稳定但略大于150 0 r/mi n;图3, r =4 2 0〜445s左右,即风力机完全启动前发电机功率为了零,在r =445s左右瞬间, 发电机功率经历三次突变,先充当电动机,再跳落至1 .5MW后回落至1. 1 MV, 幅度土0. 1 MW,浮动率土9 .1 %,远小于土20%,平均功率略大于1MW.由此可见失速调节优缺点：优点：调节结果稳定,功率和转速稳定；缺点：在风力机完全启动瞬间,会发生接连三次功率突变,损害发电机；此外, 风力机停不下来,正常运行时功率较大.5.从原理上看,桨距调节和失速调节有什么不同？每一个叶片都可以配置一个小的电动机,这样每一个叶片的桨距都可以单独调节.桨距角已经调节的叶片可以发挥启动刹车的作用,因此,在桨距调节风机中, 无需像失速型风机那样,在叶尖配置启动刹车.通过调节整个叶片的桨距角就有可能控制叶片攻角,从而控制功率输出.6.P 5 9图7.5 （图1图3）说明桨距调节的优缺点.图1,风速改变大概在1 0〜2 5 m/s内改变,平均风速17.5 m/s,浮动范围土7.5 m/s,浮动率土37.5%;图3,在0〜200s内,风力机未启动,异步发电机功率P=0,转速n.=0; 20 0~250s ,风力机开始启动,功率开始逐步振荡上升,在250s 左右,风力机正常运行,异步发电机功率维持在1MW上下,振幅约土0. 3 MVV有时到达土0 .5MVV浮动率土30% 有时达土50%优点:不再有突变,可以停机,调节后输出功率和转速均值维持在额定值1MW 和1500 r/min.缺点:输出功率和转速振幅较大,不稳定.7 . P 64图7.12,说明该风力机在不同来流风速下,转速与输出功率的关系？相对同一来流风速,随转速的增加,功率先增加后减小,相对不同的风速,同一转速下,来流风速越大,输出功率越大；不同风速下,最大功率所对应的转速不同, 该转速随来流风速的增加而增大.8. 从纯技术角度讲,什么是风机最优化设计？从纯技术观点来看,所谓最优化设计,就是给定风轮直径的风力机每年能获取尽可能多的发电量.9. P68图8.1 ,对风力机采用哪种设计,为了什么？米用设计2.设计1虽然在设计风速上取得最大功率,但是达不到贝兹极限Cp=0.5 93.而风速稍有偏离,Cp值下降快,功率系数不稳定,年发电量小；设计2在设计风速上取得平稳功率,虽然Pm ax远离贝兹极限,但当风速偏离时,Cp值几乎不下降,全年输出功率稳,保证较大年发电量.10. 非定长：各点状态,格外是转速和来流风速随时间改变而改变"..11. 简述几种非定长叶素动量模型.(1)动量尾流模型气动载荷处丁平衡前考虑时间延迟.(2 )动态失速叶片攻角的改变不会在载荷中立即显示出来, 而是有一个时间延迟.(3) 偏航/倾斜模型如果风轮已经偏航,那么诱导速度将会有一个方位角的改变,当叶片指向上游比同一叶片转了半圈后指向下游的诱导速度小了些.(4) 风确实定性模型越接近地面风速越小,但风速的改变越快.1 2 .载荷：单位面积上所承受的力.1 N/ m 2=1Pa13. 风力机叶片的材料,过去,考虑什么,现在？在过去,叶片中已经使用过如木炭、钢、铝、玻璃纤维增加塑料(G即)和碳纤维增加塑料(CFRP筹材料.选择材料时取决许多参数,例如强度、重量、刚度和价格,并且对风力机而言非常重要的是疲劳特性.目前,大多数风力机叶片是使用玻璃纤维增加塑料(GRP)M料制成.14. 单自由度系统(SDO F):最简洁的系统,仅仅由一个集中水平组成.15. 有限元模型：一种电脑辅助计算模型,往往使用四面体网格.有限差分模型：一种电脑辅助计算模型,往往使用六面体网格.16. 简述风力机载荷三个最重要来源及其规律.(1 )重力载荷：地球的重力场给每一个叶片带来一个按正弦曲线改变的重力载(2 )惯性载荷：当风力机加速或者减速时,将产生惯性载荷,起停时该载荷最明显.(3)气动载荷：气动载荷是由空气流经叶片和塔架时产生的.17. 如何用pl 27图14 .1和P 48图6 .6(下)算出年发电量在V- t图上截取一年的时间段.先查出.点的速度V,再到P-V图查出V (0) 所对应的功率,将该点标注在P-t图上,对1, 2 ............................. ................ 戚重复该步骤,在每两个相邻所得点中,连直线段,得到一个新锯齿形曲线,该曲线向下围成的面积即年发电量.18. 疲劳：应力小丁直接破坏应力时,疲劳是应力的时空积分的结果.。

热学试题1---4及答案

热学模拟试题一一、填空题1.lmol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃，则气体的内能改变了_____J ．(普适气体常量R=8.31J ·mol -1·k -1)。

2.右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM,BM,CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___ 过程； (2) 气体吸热的是______ 过程． 3.所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ；它不可能制成是因为违背了___________________________________。

4.处于平衡状态下温度为T 的理想气体，kT 23的物理意义是 ___________________________.(k为玻尔兹曼常量).5.图示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量 4）、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气体分子的速率分布曲线。

其中：曲线(a)是______ 分子的速率分布曲线；曲线(b)是_________气分子的速率分布曲线；曲线(c)是_________气分子的速率分布曲线。

6.处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。

7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热__________J ；若为双原子分子气体，则需吸热_____________J 。

8.一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程（a→b→c→d→a），其中a→b，c→d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率η=_________________。

空气动力学：1 习题答案

空气动力学: 1 习题答案1. 介绍本文档提供了关于空气动力学的习题解答。

空气动力学是研究物体在气流中的运动和受力的学科，它在航空、航天、汽车等领域有着广泛的应用。

本文档将解答一些基础的空气动力学问题，以帮助读者更好地理解这一领域的知识。

2. 问题解答2.1 空气动力学的定义是什么？空气动力学是研究物体在气流中的运动和受力的学科。

它研究物体在不同气流条件下的受力情况，包括气流对物体的阻力、升力等。

空气动力学主要应用于航空、航天、汽车等领域。

2.2 什么是升力和阻力？升力是物体在气流中由于气压差产生的向上的力。

升力是使得物体能够在空中飞行的主要力量，比如飞机的升力是由机翼产生的。

阻力则是物体在气流中的前进方向上产生的阻碍运动的力，它与物体的速度、气流速度、形状等因素有关。

阻力是制约物体速度的主要因素。

2.3 什么是空气动力学方程？空气动力学方程是描述物体在气流中受力情况的方程。

它包括了牛顿第二定律以及其他与空气动力学相关的物理规律。

常见的空气动力学方程包括：•阻力方程：$D = \\frac{1}{2} \\rho v^2 C_d A$•升力方程：$L = \\frac{1}{2} \\rho v^2 C_l A$•牛顿第二定律：F=FF其中，F表示阻力，$\\rho$表示气流密度，F表示物体相对气流的速度，F F和F F分别是阻力系数和升力系数，F表示物体的参考面积，F表示升力，F表示物体所受合力，F表示物体的质量，F表示物体的加速度。

2.4 空气动力学方程中的阻力系数和升力系数是什么？阻力系数F F和升力系数F F是描述物体在气流中受力情况的无量纲系数。

它们与物体的形状、气流条件等因素有关。

阻力系数表示单位面积上的阻力大小，升力系数表示单位面积上的升力大小。

根据物体的形状和气流条件的不同，阻力系数和升力系数可以通过实验或数值模拟等方法进行求解。

2.5 如何计算物体在气流中的阻力和升力？物体在气流中的阻力和升力可以通过空气动力学方程进行计算。

M8空气动力学题库-392道

空气动力学习题集1 空气的组成为: 答案：CA.78%氮,20%氢和2%其他气体B.90%氧,6%氮和4%其他气体C.78%氮,21%氧和1%其他气体D.21%氮，78%氧和1%其他气体2 在大气层内，大气密度：答案：CA在同温层内随高度增加保持不变。

B随高度增加而增加。

C随高度增加而减小。

D随高度增加可能增加，也可能减小。

3 对于空气密度如下说法正确的是：答案：BA空气密度正比于压力和绝对温度B“空气密度正比于压力，反比于绝对温度”C“空气密度反比于压力，正比于绝对温度” D空气密度反比于压力和绝对温度4 绝对温度的零度是: 答案：CA-273F B-273K C-273C D32F5 大气层内，大气压强：答案：BA随高度增加而增加。

B随高度增加而减小。

C在同温层内随高度增加保持不变。

D随高度增加也可能增加，也可能减小。

6 “一定体积的容器中，空气压力”答案：DA与空气密度和空气温度乘积成正比 B与空气密度和空气温度乘积成反比C与空气密度和空气绝对温度乘积成反比D与空气密度和空气绝对温度积成正比7“一定体积的容器中，空气压力”答案：DA与空气密度和摄氏温度乘积成正比 B与空气密度和华氏温度乘积成反比C与空气密度和空气摄氏温度乘积成反比D与空气密度和空气绝对温度乘积成正比8流体的粘性系数与温度之间的关系是：答案：BA液体的粘性系数随温度的升高而增大。

B气体的粘性系数随温度的升高而增大。

C液体的粘性系数与温度无关。

D气体的粘性系数随温度的升高而降低。

9．对于具有静稳定性的飞机向左侧滑行时机头会（ B）A不变 B左转 C右转 B不定10假设其他条件不变，空气湿度大：答案：BA空气密度大，起飞滑跑距离长B空气密度小，起飞滑跑距离长C空气密度大，起飞滑跑距离短 D空气密度小，起飞滑跑距离短11增加垂直安定面的面积产生的影响：答案：BA增加升力 B增加侧向稳定性 C增加纵向稳定性 D增加纵向操纵性。

12“对于音速，如下说法正确的是”答案：CA“只要空气密度大，音速就大” B“只要空气压力大，音速就大”C“只要空气温度高，音速就大” D“只要空气密度小，音速就大”13从地球表面到外层空间，大气层依次是：答案：AA对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层 B对流层、平流层、电离层、中间层和散逸层C对流层、中间层、平流层、电离层和散逸层 D对流层、平流层、中间层、散逸层和电离层14对流层的高度，在地球中纬度地区约为：答案：DA 8公里。

空气动力学算法试题及答案

空气动力学算法试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 以下哪个选项不是空气动力学的研究范畴？A. 流体静力学B. 流体动力学C. 热力学D. 流体力学答案：C2. 根据伯努利定理，流体在流速增加时，其压力会如何变化？A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案：B3. 空气动力学中，雷诺数是用来描述什么物理现象的？A. 流体的密度B. 流体的粘性C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压缩性答案：C4. 在空气动力学中，马赫数是用来表示什么？A. 流体的密度B. 流体的流速C. 流体的压强D. 流体的马赫波答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 流体的粘性系数通常用希腊字母________表示。

答案：μ2. 根据牛顿第二定律，作用在流体上的力等于流体的________与加速度的乘积。

答案：质量3. 在空气动力学中，当流体流过一个物体时，会在物体表面产生________力和摩擦力。

答案：压差4. 空气动力学中，当流体的速度超过声速时，流体的流动状态被称为________。

答案：超音速三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述空气动力学在航空领域中的应用。

答案：空气动力学在航空领域的应用包括飞机设计、飞行性能分析、气动稳定性和控制、发动机性能优化等。

通过空气动力学原理，可以设计出具有良好气动特性的飞机，提高飞行效率和安全性。

2. 描述一下什么是流体的可压缩性和不可压缩性。

答案：流体的可压缩性是指流体在受到压力变化时，其体积能够发生显著变化的性质。

不可压缩流体则是指在压力变化时，其体积几乎不发生变化的流体。

在空气动力学中，流体的可压缩性对于高速流动尤为重要，因为它会影响流体的密度和速度分布。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一个流体在管道中的流速为10m/s，管道截面积为0.5m²，求流体的流量。

答案：流量Q = 流速v × 截面积A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s2. 假设一个飞机的翼型在某一飞行条件下，升力系数为1.5，翼面积为20m²，飞行速度为150m/s，求飞机受到的升力。

空气动力学考试试题及答案

空气动力学考试试题及答案第一节：选择题1. 下面哪个选项正确地描述了空气动力学？A. 空气动力学是研究飞行器在空气中受力和运动的科学。

B. 空气动力学是研究空气污染对环境的影响的科学。

C. 空气动力学是研究飞机内部空气流动的科学。

D. 空气动力学是研究空气质量和大气层的科学。

答案：A2. 飞行器在空气中运动时，会受到哪些力的影响？A. 重力和推力B. 重力和浮力C. 电磁力和重力D. 电磁力和浮力答案：B3. 以下哪个参数最直接地影响了飞机的升力产生？A. 气压差B. 空气密度C. 飞机速度D. 飞机重量答案：A4. 当飞机在高速飞行时，气流在翼上的流动情况如何？A. 在翼上表面形成高气压区，翼下表面形成低气压区。

B. 在翼下表面形成高气压区，翼上表面形成低气压区。

C. 在翼上和翼下表面都形成高气压区。

D. 在翼上和翼下表面都形成低气压区。

答案：A第二节：填空题1. 飞机在静止状态时，其升力和重力相等，这种状态被称为________。

答案：平衡状态2. 以下哪个公式可以用来计算升力？答案：升力 = 0.5 * 空气密度 * 风速^2 * 翼展 * 升力系数3. 当飞机速度增加时，其升力会________。

答案：增加4. 空气动力学中，________是指飞机受到的阻力。

答案：阻力第三节：解答题1. 简述气动中心的概念，并描述其在飞行器设计中的重要性。

答案：气动中心是指在飞行器翼面上产生的升力、阻力和力矩的合力所通过的一个点。

在飞行器设计中，定位气动中心十分重要。

通过精确计算气动中心的位置，可以确保飞行器的稳定性和操纵性。

在飞行器的设计过程中，需要根据飞行器的结构和参数，确定气动中心的位置，并将重心与气动中心进行合理的配位，从而实现飞行器的平衡和稳定。

2. 解释升力系数的概念，并说明其与飞机翼型和攻角之间的关系。

答案：升力系数是一个无量纲的指标，用来描述飞机产生的升力与飞机自身特性的关系。

升力系数与飞机翼型和攻角之间有密切的关系。

气体动力学基础试题与答案

设比热容为常数，且比热比k=。

四、空气沿如图1所示的扩散管道流动，在截面1-1处空气的压强5110033.1⨯=p N/m 2,温度 151=t C,速度2721=V 米/秒，截面1-1的面积1A =10厘米2，在截面2-2处空气速度降低到2V =米/秒。

设空气在扩散管中的流动为绝能等熵流动，试求：（1）进、出口气流的马赫数1M 和2M ；（2）进、出口气流总温及总压；（3）气流作用于管道内壁的力。

图 1 第四题示意图图2 第五题示意图一、解释下列各对名词并说明它们之间的区别与联系（共２０分，每题４分）1．轨线和流线答：轨线是流体质点运动的轨迹；流线是一条空间曲线，该曲线上任一点的切线与流体在同一点的速度方向一致。

区别：轨线的是同一质点不同时刻的位置所连成的曲线；流线是同一时刻不同质点运动速度矢量所连成的曲线。

联系：在定常流动中轨迹线和流线重合。

2．马赫数M和速度系数λ答：马赫数M是气体运动速度与当地声速的比值；速度系数λ是气体运动速度与临界声速的比值。

区别：速度相同时气体的马赫数与静温有关，最大值为无限大，而速度系数于总温有关，其最大值为有限值。

联系：已知马赫数可以计算速度系数，反之亦然。

3．膨胀波和激波答：膨胀波是超声速绕外钝角偏转或加速时所产生的压力扰动波；激波是超音速气流流动方向向内偏转所产生强压缩波。

空气动力学与热学基础试题二及答案

试题二一、填空题（每空1分，共30分）１、压力是指的力，气体压力是气体分子的平均总结果。

一个工程大气压= ㎜Hg≈Pa 。

2、完全气体是指的气体，完全气体状态方程式为。

3、通用气体常数（μR）≈（J/mol·K）。

4、可逆过程必须满足的三个条件是、和。

5、热力循环中体系对外界所做的功⎰=dw。

6、飞行马赫数的定义为，气流马赫数是气流的衡量指标。

7、能量方程是定律应用于流动气体所得到的关系式，连续方程是定律应用于流动气体所得到的关系式。

8、飞机机翼的迎角是指，在时为正，时为负。

9、后掠机翼由于后掠角的存在会产生效应和效应，其主要原因是。

10、在三角翼上产生的升力有和两部分，其中的变化与迎角成非线性关系。

11、飞机保持平飞所必须满足的两个运动方程是和。

12、在保持其它条件不变时，螺旋桨的拉力随飞机飞行速度的增大而，随发动机转速增大而。

13、热力学温标与摄氏温标的关系为，温度是气体分子的标志。

二、判断题（每小题2分，共20分）1、温度相等的两个物体热量不一定平衡。

（）2、完全气体在同温同压下的摩尔体积相等。

（）3、完全气体在等熵变化过程中内能减少量全部用来对外界做功。

（）4、所有工作于两个定温热源之间的热机，可逆机的热效率最高。

（）5、变截面管流中，气流在管道面积小的地方流速快，在管道面积大的地方流速慢。

（）6、气流的总压就是气流绝能滞止到速度为零的压力。

（）7、收敛管可以使气流加速。

（）8、飞机的升力随着飞行速度的增大而增大。

（）9、在一定的高度和一定的迎角时，飞机只能以一定飞行速度平飞。

（）10、飞机具有速度稳定性的条件是：飞行速度增大时，升力增大，飞行速度减小时，升力减小。

（）三、简答题（每小题6分，共24分）１、请写出飞机极线图中A、B、C三点所对应的迎角及其定义。

2、状态量和过程量的特点分别是什么？在我们学习过的参数中各列举两个状态量和过程量。

3、音速的定义是什么？写出音速的两种形式的计算公式。

气体动理论和热力学答案

衡水学院理工科专业《大学物理 B 》气体动理论热力学基础习题解答命题教师：张郡亮试题审核人：郑永春、填空题(每空 1 分)1、有一个电子管，其真空度(即电子管内气体压强)为×10-5mmHg，则27 ℃ 时管内单位体积的分子数为___________________ ．答：× 1017/m 32、在温度为127 ℃时， 1 mol 氧气(其分子可视为刚性分子)的内能为 _____ J,其中分子转动的总动能为_____________ J.答：×103× 1033、一定量理想气体，从A状态(2p1，V1)经历如图1所示的直线过程变到B状态(p1，2V1)，则AB过程中系统作功W＝_________ ；内能改变E= ________ ．答：3p1V102图14、给定的理想气体(比热容比为已知)，从标准状态(p0、V0、T0)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温度T＝_______ ，压强p＝________ ．答：(1) 1T0, (1) p0335、有一卡诺热机，用290 g 空气为工作物质，工作在27℃的高温热源与-73℃的低温热源之间，此热机的效率＝_____________ ．若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到倍，则此热机每一循环所作的功为____________________ ．(空气的摩尔质量为29×10-3kg/mol)答：％；×103J二、单项选择题(每小题 2 分)( C )1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是：(A) p1> p2．(B) p1< p2 ．(C) p1＝p2．(D)不确定的．( B) 2、关于温度的意义，表述正确的是(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度．(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义．(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度．(A) (1)、(2) 、(4)．(B) (1)、(2) 、(3)．(C) (2)、(3) 、(4)．(D) (1)、(3) 、(4)．( B ) 3、置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态(A) 一定都是平衡态．(B) 不一定都是平衡态．(C) 前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态．(D) 后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态．( C ) 4、一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了．则根据热力学定律可以断定：① 该理想气体系统在此过程中吸了热．② 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功．③ 该理想气体系统的内能增加了．④ 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功．以上正确的断言是：(A) ① 、③ ． (B) ②、③．(C) ③． (D) ③、④．( D )5、有人设计一台卡诺热机 (可逆的 )．每循环一次可从 400 K 的高温热源吸热 1800 J ，向 300 K 的低温热源放热 800 J ．同时对外作功 1000 J ，这样的设计是(A) 可以的，符合热力学第一定律．(B) 可以的，符合热力学第二定律．(C) 不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量．(D) 不行的，这个热机的效率超过理论值．三、判断题(每小题 1 分，请在括号里打上√或×)× ) 1、气体的平衡态和力学中的平衡态相同。

大学物理气体动理论热力学基础复习题及答案详解

第12章气体动理论一、填空题：1、一打足气的自行车内胎，若在7℃时轮胎中空气压强为4.0×510pa .则在温度变为37℃，轮胎内空气的压强是。

（设内胎容积不变）2、在湖面下50.0m 深处（温度为4.0℃），有一个体积为531.010m -⨯的空气泡升到水面上来，若湖面的温度为17.0℃，则气泡到达湖面的体积是。

（取大气压强为50 1.01310p pa =⨯）3、一容器内储有氧气，其压强为50 1.0110p pa =⨯，温度为27.0℃，则气体分子的数密度为；氧气的密度为；分子的平均平动动能为；分子间的平均距离为。

（设分子均匀等距排列）4、星际空间温度可达2.7k ，则氢分子的平均速率为，方均根速率为，最概然速率为。

5、在压强为51.0110pa ⨯下，氮气分子的平均自由程为66.010cm -⨯，当温度不变时，压强为，则其平均自由程为1.0mm 。

6、若氖气分子的有效直径为82.5910cm -⨯，则在温度为600k ，压强为21.3310pa ⨯时，氖分子1s 内的平均碰撞次数为。

7、如图12-1所示两条曲线(1)和(2),分别定性的表示一定量的某种理想气体不同温度下的速率分布曲线,对应温度高的曲线是 .若图中两条曲线定性的表示相同温度下的氢气和氧气的速率分布曲线,则表示氧气速率分布曲线的是 .8、试说明下列各量的物理物理意义：（1）12kT ，（2）32kT ，（3）2i kT ，（4）2i RT ，（5）32RT ，（6）2M i RT Mmol 。

参考答案：1、54.4310pa ⨯ 2、536.1110m -⨯ 图12-13、25332192.4410 1.30 6.2110 3.4510m kg m J m ----⨯⋅⨯⨯ 4、2121121.6910 1.8310 1.5010m s m s m s ---⨯⋅⨯⋅⨯⋅ 5、6.06pa 6、613.8110s -⨯ 7、（2），（2）8、略二、选择题：教材习题12-1，12-2，12-3，12-4. （见课本p207～208）参考答案：12-1～12-4 C, C, B, B.第十三章热力学基础一、选择题1、有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分子）它们的压强和温度都相等，现将 5 J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是（）（A ） 6 J （B ） 5 J （C ） 3 J （D ） 2 J2、一定量理想气体，经历某过程后，它的温度升高了，则根据热力学定理可以断定：（1）该理想气体系统在此过程中作了功；（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功；（3）该理想气体系统的内能增加了；（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功。

空气动力学与热学基础试题一及答案

空气动力学试卷及答案

热力学基础试题及答案

空气动力学试卷及答案(可编辑)

气体动力学基础试题与答案

空气动力学与热学基础试题一及答案

气体动力学基础试题与答案

空气动力学习题答案

空气动力学考试试题及答案

空气动力学考试题与答案

热学试题1---4及答案

空气动力学：1 习题答案

M8空气动力学题库-392道

空气动力学算法试题及答案

空气动力学考试试题及答案

气体动力学基础试题与答案

空气动力学与热学基础试题二及答案

气体动理论和热力学答案

大学物理 气体动理论 热力学基础 复习题及答案详解

大学物理气体动理论热力学基础复习题及答案详解