空气动力学总复习精讲

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空气动力学部分知识讲解

空气动力学部分知识讲解

空气动力学及飞行原理课程空气动力学部分知识要点一、流体属性与静动力学基础1、流体与固体在力学特性上最本质的区别在于:二者承受剪应力和产生剪切变形能力上的不同。

2、静止流体在剪应力作用下(不论所加剪切应力T多么小,只要不等于零)将产生持续不断的变形运动(流动),换句话说,静止流体不能承受剪切应力,将这种特性称为流体的易流性。

3、流体受压时其体积发生改变的性质称为流体的压缩性,而抵抗压缩变形的能力和特性称为弹性。

4、当马赫数小于0.3 时,气体的压缩性影响可以忽略不计。

5、流层间阻碍流体相对错动(变形)趋势的能力称为流体的粘性,相对错动流层间的一对摩擦力即粘性剪切力。

6、流体的剪切变形是指流体质点之间出现相对运动(例如流体层间的相对运动)流体的粘性是指流体抵抗剪切变形或质点之间的相对运动的能力。

流体的粘性力是抵抗流体质点之间相对运动(例如流体层间的相对运动)的剪应力或摩擦力。

在静止状态下流体不能承受剪力;但是在运动状态下,流体可以承受剪力,剪切力大小与流体变形速度梯度有关,而且与流体种类有7、按照作用力的性质和作用方式,可分为彻体力和表面力(面力)两类。

例如重力,惯性力和磁流体具有的电磁力等都属于彻体力,彻体力也称为体积力或质量力。

8、表面力:相邻流体或物体作用于所研究流体团块外表面,大小与流体团块表面积成正比的接触力。

由于按面积分布,故用接触应力表示,并可将其分解为法向应力和切向应力:9、理想和静止流体中的法向应力称为压强,其指向沿着表面的内法线方向,压强的量纲是[力]/[长度]210、标准大气规定在海平面上,大气温度为15 C 或T o =288.15K,压强p o = 760毫米汞柱二101325牛/米2,密度p二1.225 千克/米311 、从基准面到11 km 的高空称为对流层,在对流层内大气密度和温度随高度有明显变化,温度随高度增加而下降,高度每增加1km,温度下降6.5 K。

从11 km到21km的高空大气温度基本不变,称为同温层或平流层,在同温层内温度保持为216.5 K。

空气动力学复习(1)

空气动力学复习(1)

空气动力学复习一.大气物理构成成分:主要是氮气和氧气;按体积计算:氮气约78%;氧气约21%;其它约1%。

物理参数:温度、压力、密度;与飞行有关的其它参数:粘性、压缩性、湿度、音速;1.密度单位:公斤/平方米;大气密度随高度的变化规律:高度升高,密度下降;近似指数变化;2.温度单位:摄氏温度C、华氏温度F、绝对温度K;不同温度单位的对应公式:C=(F-32)*5/9; K=C+273.15大气温度与高度的关系,对流层每上升1000M,温度下降6.5摄氏度。

3.大气压力单位:毫米汞柱,帕,平方英寸磅,平方厘米千克,国际计量单位:帕.海平面15摄氏度时的大气压力:几种表示单位,数值;29.92inHg,760mmHg,1013.25hPa,14.6959psi,1.03323kg/cm2.4.粘性:特性;流体内两个流层接触面上或流体与物体接触面上产生相互粘滞和牵扯的力。

大气粘性主要是由于大气中各种气体分子不规则运动造成的.气体的粘度系数随温度升高而增大;没有粘性的流体称为理想流体。

5.可压缩性:一定量的空气在压力或温度变化时,其体积和密度发生变化的特性;6.湿度:相对湿度:大气中所含水蒸汽的量与同温度下大气能含有的水蒸气最大量之比。

温度越高,能含有的最大量越大,露点温度:大气中相对湿度为100%时的温度;7.音速:在同一介质中,音速的速度只与介质的温度有关;大气中的音速:V=20.1(T)1/2 M/S从地球表面到外层空间。

气层依次是:对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层;对流层的高度:极地8KM,中纬度11KM,赤道12KM.二、空气动力学1基本概念1.1相对运动原理:1.2.连续性假设:1.3.流场、定流场、非定流场:流场:流体流动所占据的空间;定常流:流动微团流过时的流动参数(速度、压力、温度、密度等)不随时间变化的流动;非定常流:流动微团流过时的流动参数(速度、压力、温度、密度等)随时间变化的流动;与之对应的流场称为定流场和非定流场。

(整理)空气动力学复习1

(整理)空气动力学复习1

空气动力学复习一.大气物理构成成分:主要是氮气和氧气;按体积计算:氮气约78%;氧气约21%;其它约1%。

物理参数:温度、压力、密度;与飞行有关的其它参数:粘性、压缩性、湿度、音速;1.密度单位:公斤/平方米;大气密度随高度的变化规律:高度升高,密度下降;近似指数变化;2.温度单位:摄氏温度C、华氏温度F、绝对温度K;不同温度单位的对应公式:C=(F-32)*5/9; K=C+273.15大气温度与高度的关系,对流层每上升1000M,温度下降6.5摄氏度。

3.大气压力单位:毫米汞柱,帕,平方英寸磅,平方厘米千克,国际计量单位:帕.海平面15摄氏度时的大气压力:几种表示单位,数值;29.92inHg,760mmHg,1013.25hPa,14.6959psi,1.03323kg/cm2.4.粘性:特性;流体内两个流层接触面上或流体与物体接触面上产生相互粘滞和牵扯的力。

大气粘性主要是由于大气中各种气体分子不规则运动造成的.气体的粘度系数随温度升高而增大;没有粘性的流体称为理想流体。

5.可压缩性:一定量的空气在压力或温度变化时,其体积和密度发生变化的特性;6.湿度:相对湿度:大气中所含水蒸汽的量与同温度下大气能含有的水蒸气最大量之比。

温度越高,能含有的最大量越大,露点温度:大气中相对湿度为100%时的温度;7.音速:在同一介质中,音速的速度只与介质的温度有关;大气中的音速:V=20.1(T)1/2 M/S从地球表面到外层空间。

气层依次是:对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层;对流层的高度:极地8KM,中纬度11KM,赤道12KM.二、空气动力学1基本概念1.1相对运动原理:1.2.连续性假设:1.3.流场、定流场、非定流场:流场:流体流动所占据的空间;定常流:流动微团流过时的流动参数(速度、压力、温度、密度等)不随时间变化的流动;非定常流:流动微团流过时的流动参数(速度、压力、温度、密度等)随时间变化的流动;与之对应的流场称为定流场和非定流场。

空气动力学复习(1)

空气动力学复习(1)

空气动力学复习一.大气物理构成成分:主要是氮气和氧气;按体积计算:氮气约78%;氧气约21%;其它约1%。

物理参数:温度、压力、密度;与飞行有关的其它参数:粘性、压缩性、湿度、音速;1.密度单位:公斤/平方米;大气密度随高度的变化规律:高度升高,密度下降;近似指数变化;2.温度单位:摄氏温度C、华氏温度F、绝对温度K;不同温度单位的对应公式:C=(F-32)*5/9; K=C+273.15大气温度与高度的关系,对流层每上升1000M,温度下降6.5摄氏度。

3.大气压力单位:毫米汞柱,帕,平方英寸磅,平方厘米千克,国际计量单位:帕.海平面15摄氏度时的大气压力:几种表示单位,数值;29.92inHg,760mmHg,1013.25hPa,14.6959psi,1.03323kg/cm2.4.粘性:特性;流体内两个流层接触面上或流体与物体接触面上产生相互粘滞和牵扯的力。

大气粘性主要是由于大气中各种气体分子不规则运动造成的.气体的粘度系数随温度升高而增大;没有粘性的流体称为理想流体。

5.可压缩性:一定量的空气在压力或温度变化时,其体积和密度发生变化的特性;6.湿度:相对湿度:大气中所含水蒸汽的量与同温度下大气能含有的水蒸气最大量之比。

温度越高,能含有的最大量越大,露点温度:大气中相对湿度为100%时的温度;7.音速:在同一介质中,音速的速度只与介质的温度有关;大气中的音速:V=20.1(T)1/2 M/S从地球表面到外层空间。

气层依次是:对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层;对流层的高度:极地8KM,中纬度11KM,赤道12KM.二、空气动力学1基本概念1.1相对运动原理:1.2.连续性假设:1.3.流场、定流场、非定流场:流场:流体流动所占据的空间;定常流:流动微团流过时的流动参数(速度、压力、温度、密度等)不随时间变化的流动;非定常流:流动微团流过时的流动参数(速度、压力、温度、密度等)随时间变化的流动;与之对应的流场称为定流场和非定流场。

空气动力学总结

空气动力学总结

空气动力学总结第一章流体的基本属性和流体静力学基础1.连续介质假设:根据空气微团的概念,就可以把空气看做是由空气微团组成的没有间隙的连续体。

2.一般情况下,流体只承受压力,而不承受拉力,在一定的剪切力的作用下,流体会产生连续的变形,因此静止的流体不能承受剪切力。

3.空气微团:指含有很多空气分子的很微小的一团空气,它与飞行器特征尺寸大小相比微不足道的,同时它还要包含足够多的空气分子数目,要使空气密度的平均特征值有确切的含义。

4.在研究飞行器在任何高度飞行所受的空气动力时都可以应用连续介质假设。

(X)原因:只有在对流和平流层可以5.描述流体的主要物理量有密度、温度、压强密度的物理意义:反映流体的稠密程度温度的物理意义:反映分子无规则运动平均动能的大小压强的物理意义:流体单位面积上作用力的大小三者之间的关系:P=ρRT (R 为气体常数)6.理想气体状态方程:P v =RT(对1kg 气体)P V m =R m T(对1kmol 气体)(标准状态下V m =22.414)P v=mRT =nR m T(对mkg 或nkmol 气体)R m 为摩尔气体常数,不仅与气体所处的状态无关,而且还与气体种类无关,又叫通用气体常数。

R 为气体常数,大小为287.06或287,它与所处状态无关,但随气体种类的不同而不同,气体常数和通用气体常数的关系是R m =M·R(M 为物质的摩尔质量)**上述方程中应该使用绝对压力,不能使用直接测量得出的表压****上述方程中的温度应该使用绝对温度(开氏温度)****其中P 的单位是pa 而不是hpa,标准大气压是1013.25hpa**7.不同温度单位、压强单位的换算关系:T F =9/5T+32或T=5/9(T F -32)T K =T C +273.150℃100℃32(华)212(华)273.15K 373.15K **atm 指的是大气压,标准海平面时为1atm**8.流体的压缩性:我们将流体随着压强增大而体积缩小的特性。

空气动力学部分知识要点

空气动力学部分知识要点

空气动力学及飞行原理课程空气动力学部分知识要点一、流体属性与静动力学基础1、流体与固体在力学特性上最本质的区别在于:二者承受剪应力和产生剪切变形能力上的不同。

2、静止流体在剪应力作用下(不论所加剪切应力T多么小,只要不等于零)将产生持续不断的变形运动(流动),换句话说,静止流体不能承受剪切应力,将这种特性称为流体的易流性。

3、流体受压时其体积发生改变的性质称为流体的压缩性,而抵抗压缩变形的能力和特性称为弹性。

4、当马赫数小于0.3 时,气体的压缩性影响可以忽略不计。

5、流层间阻碍流体相对错动(变形)趋势的能力称为流体的粘性,相对错动流层间的一对摩擦力即粘性剪切力。

6、流体的剪切变形是指流体质点之间出现相对运动(例如流体层间的相对运动)流体的粘性是指流体抵抗剪切变形或质点之间的相对运动的能力。

流体的粘性力是抵抗流体质点之间相对运动(例如流体层间的相对运动)的剪应力或摩擦力。

在静止状态下流体不能承受剪力;但是在运动状态下,流体可以承受剪力,剪切力大小与流体变形速度梯度有关,而且与流体种类有7、按照作用力的性质和作用方式,可分为彻体力和表面力(面力)两类。

例如重力,惯性力和磁流体具有的电磁力等都属于彻体力,彻体力也称为体积力或质量力。

8、表面力:相邻流体或物体作用于所研究流体团块外表面,大小与流体团块表面积成正比的接触力。

由于按面积分布,故用接触应力表示,并可将其分解为法向应力和切向应力:9、理想和静止流体中的法向应力称为压强,其指向沿着表面的内法线方向,压强的量纲是[力]/[长度]210、标准大气规定在海平面上,大气温度为15 C 或T o =288.15K,压强p o = 760毫米汞柱二101325牛/米2,密度p二1.225 千克/米311 、从基准面到11 km 的高空称为对流层,在对流层内大气密度和温度随高度有明显变化,温度随高度增加而下降,高度每增加1km,温度下降6.5 K。

从11 km到21km的高空大气温度基本不变,称为同温层或平流层,在同温层内温度保持为216.5 K。

1空气动力学基础重点梳理

1空气动力学基础重点梳理

《空气动力学基础》重点梳理(2013年6月 陈辰编)第一章 引述一、空气动力学基本变量1.压强——作用在单位面积上的正压力dAdFp dA 0lim→=(0dA dA →)其中:L dA l <<<0,l 为分子间距,L 为特征长度(如弦长、展长、直径等)压强具有点的属性:无粘流体,流体内部任意一点的压强均是各向同性的,即压强值与受压面的方位无关。

2.密度——单位体积内的质量dvdmdv 0lim→=ρ(dv 不能趋向于0)密度具有点的属性。

3.温度kT KE 23=温度具有点的属性。

4.流动速度 5.切应力6.完全气体状态方程 (1)所用假设①它的分子是一种完全弹性的微小球粒; ②分子除彼此碰撞瞬间外没有作用力;③分子的体积可以忽略不计(微粒的实有总体积和气体所占空间相比可忽略不计)。

(2)完全气体状态方程R 为通用气体常数,其数值为)/(831522K s m ⋅;m 为所研究气体的相对分子质量;T 为绝对温度(K)。

如将m R /改为R R 为气体常数。

7.单位二、空气动力及力矩 1.空气动力的来源(1)物体表面的压力分布;(2)物体表面的剪应力(摩擦应力)分布。

压力垂直作用在物体表面,剪应力相切作用在物体表面且与运动方向相反。

2.R 的分解(1)投影到风轴系L :升力(垂直于∞V );D :阻力(平行于∞V ) (2)投影到体轴系N :轴向力(垂直于弦长c );A :法向力(平行于弦长c ) (3)风轴系与体轴系之间关系⎩⎨⎧+=-=ααααcos sin sin cos A N D A N L (迎角α——弦长c 与来流速度∞V 之间的夹角) 3.空气动力与力矩表达式 (1)单位展长的法向力与轴向力:()()⎰⎰-++-='TELE l l l TE LEu u u ds p ds p N θτθθτθsin cos sin cos()()⎰⎰+++-='TELE l l l TELEu u u ds p ds p A θτθθτθcos sin cos sin (2)单位展长的前缘力矩:()()[]⎰--+='TELEu u u u u LEds y p x p M θτθθτθsin cos sin cos ()()[]⎰+-+-+TELEl l l l l ds y p x p θτθθτθcos sin sin cos4.力与力矩的无量纲系数 (1)动压的定义221∞∞∞=V q ρ,∞∞V ,ρ为物体远前方的密度和速度。

空气动力学复习资料

空气动力学复习资料

空气动力学复习一、基本概念1 粘性施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性,表现为流体的内摩擦。

以气体为例,气体分子的速度是由平均速度和热运动速度两部分叠加而成,前者是气体团的宏观速度,后者决定气体的温度。

若相邻两部分气体团以不同的宏观速度运动,由于它们之间有许多分子相互交换,从而带来动量的交换,使气体团的速度有平均化的趋势,这便是气体粘性的由来。

2 压缩性流体的压缩性是流体质点在一定压力差或温度差的条件下,其体积或密度可以改变的性质。

其物理意义是:单位体积流体的体积对压强的变化率。

气体流速变化时,会引起气体的压强和密度发生变化。

在低速气流中,由于气流速度变化而引起的气体密度的相对变化量很小,可以把气体看作不可压缩流体来处理;高速气流压缩性的影响不能忽略,必须按可压流体来处理。

一般0.3Ma作为气体是否可压的分界点。

3 理想气体忽略气体分子的自身体积,将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引和排斥,即不计分子势能,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失。

这种气体称为理想气体。

严格遵从气体状态方程的气体,叫做理想气体(Ideal gas.有些书上,指严格符合气体三大定律的气体。

)从微观角度来看是指:气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计,不计分子势能的气体称为是理想气体。

4 焓热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量,焓的物理意义是体系中热学能(内能)再附加上PV(压能)这部分能量的一种能量。

5理想流体不可压缩、不计粘性(粘度为零)的流体。

欧拉在忽略粘性的假定下,建立了描述理想流体运动的基本方程。

理想流体和理想气体是两个不同的概念,前者指流体没有粘性,后者指气体状态参量满足气体状态方程的气体。

6 音速音速是介质中弱扰动的传播速度,其大小因媒质的性质和状态而异。

在流动的气体中,相对于气流而言,微弱扰动的传播速度也是声速。

空气动力学考前知识精析

空气动力学考前知识精析

流场:运动流体所占据的空间。

非(定)常流动:流线的形状和位置(不)随时间变化的流动。

流线:在稳定流动中,流场中每点都与速度矢量相切的曲线。

迹线:流体微团在流场中的运动的轨迹。

流管:通过流场中任一闭合曲线C(不是流线且包含流量)上各点作流线,由这些流线所围成的管子。

流谱:由许多流线及涡线组成的反映流体流动全貌的图形。

全压:静压(P)与动压(PV^2/2)之和。

粘性流体:有粘性的实际流体。

理想流体:粘性系数等于零的流体。

附面层:流体绕固态物体流动时在紧挨着物体壁面附近形成的粘性流体薄层。

转捩点:层流附面层与紊流附面层之间有一个过渡区,通常把它看成是一点。

分离点:附面层气流开始离开翼面的点。

相对弯度:最大弧高中的弧度与弦长的比。

相对厚度:翼型的最大厚度与弦长的比。

展弦比:展长与平均弦长之比。

根尖比:翼根弦长与翼尖弦长之比。

后掠角:机翼上有代表性的等百分弦线(如:前缘线、1/4弦线、后缘线)在XOZ平面上的投影与OZ轴之间的夹角。

迎角:翼弦与相对气流方向之间的夹角。

压力中心:机翼升力的作用点(升力作用线与翼弦的交点)。

压力系数:剩余压力与远前方气流动压之比。

剩余压力:气流静压与大气压力之差。

临界迎角:升力系数最大的迎角。

零升迎角:升力系数等于零的迎角。

升力系数斜率:增加单位迎角时的升力系数的增量。

摩擦阻力:气流与飞机表面发生摩擦形成的阻力。

压差阻力:由于空气粘性作用导致机翼前后压力不等而形成的阻力。

诱导阻力:由升力诱导而产生的阻力。

翼尖涡:由于空气的粘性作用及旋涡的相互作用,旋涡面在翼后不远处卷成两个大涡索。

侧滑:飞机对称面同相对气流方向不一致的飞行。

侧滑角:相对气流方向同飞机对称面之间的夹角。

升阻比:同一迎角下升力与阻力的比值。

总空气动力:飞机升力和阻力的合力。

有利迎角:升阻比最大的迎角。

飞机极线:横坐标表示阻力系数,纵坐标表示升力系数,迎角为参变量,把升力系数和阻力系数随迎角变化的规律用一条曲线表示出来,这条曲线叫做飞机极线。

空气动力学复习资料

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空气动力学复习资料空气动力学复习一、基本概念1 粘性施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性,表现为流体的内摩擦。

以气体为例,气体分子的速度是由平均速度和热运动速度两部分叠加而成,前者是气体团的宏观速度,后者决定气体的温度。

若相邻两部分气体团以不同的宏观速度运动,由于它们之间有许多分子相互交换,从而带来动量的交换,使气体团的速度有平均化的趋势,这便是气体粘性的由来。

2 压缩性流体的压缩性是流体质点在一定压力差或温度差的条件下,其体积或密度可以改变的性质。

其物理意义是:单位体积流体的体积对压强的变化率。

气体流速变化时,会引起气体的压强和密度发生变化。

在低速气流中,由于气流速度变化而引起的气体密度的相对变化量很小,可以把气体看作不可压缩流体来处理;高速气流压缩性的影响不能忽略,必须按可压流体来处理。

一般0.3Ma作为气体是否可压的分界点。

3 理想气体忽略气体分子的自身体积,将分子看成是有质量的几何点;假设分子间没有相互吸引和排斥,即不计分子势能,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失。

这种气体称为理想气体。

严格遵从气体状态方程的气体,叫做理想气体(Ideal gas.有些书上,指严格符合气体三大定律的气体。

)从微观角度来看是指:气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计,不计分子势能的气体称为是理想气体。

4 焓热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量,焓的物理意义是体系中热学能(内能)再附加上PV(压能)这部分能量的一种能量。

5理想流体不可压缩、不计粘性(粘度为零)的流体。

欧拉在忽略粘性的假定下,建立了描述理想流体运动的基本方程。

理想流体和理想气体是两个不同的概念,前者指流体没有粘性,后者指气体状态参量满足气体状态方程的气体。

6 音速音速是介质中弱扰动的传播速度,其大小因媒质的性质和状态而异。

在流动的气体中,相对于气流而言,微弱扰动的传播速度也是声速。

空气动力学部分知识讲解

空气动力学部分知识讲解

空气动力学及飞行原理课程空气动力学部分知识要点一、流体属性与静动力学基础1、流体与固体在力学特性上最本质的区别在于:二者承受剪应力和产生剪切变形能力上的不同。

2、静止流体在剪应力作用下(不论所加剪切应力τ多么小,只要不等于零)将产生持续不断的变形运动(流动),换句话说,静止流体不能承受剪切应力,将这种特性称为流体的易流性。

3、流体受压时其体积发生改变的性质称为流体的压缩性,而抵抗压缩变形的能力和特性称为弹性。

4、当马赫数小于0.3时,气体的压缩性影响可以忽略不计。

5、流层间阻碍流体相对错动(变形)趋势的能力称为流体的粘性,相对错动流层间的一对摩擦力即粘性剪切力。

6、流体的剪切变形是指流体质点之间出现相对运动(例如流体层间的相对运动)流体的粘性是指流体抵抗剪切变形或质点之间的相对运动的能力。

流体的粘性力是抵抗流体质点之间相对运动(例如流体层间的相对运动)的剪应力或摩擦力。

在静止状态下流体不能承受剪力;但是在运动状态下,流体可以承受剪力,剪切力大小与流体变形速度梯度有关,而且与流体种类有关7、按照作用力的性质和作用方式,可分为彻体力和表面力(面力)两类。

例如重力,惯性力和磁流体具有的电磁力等都属于彻体力,彻体力也称为体积力或质量力。

8、表面力:相邻流体或物体作用于所研究流体团块外表面,大小与流体团块表面积成正比的接触力。

由于按面积分布,故用接触应力表示,并可将其分解为法向应力和切向应力:9、理想和静止流体中的法向应力称为压强,其指向沿着表面的内法线方向,压强的量纲是[力]/[长度]210、标准大气规定在海平面上,大气温度为15℃或T0=288.15K ,压强p0 = 760 毫米汞柱= 101325牛/米2,密度ρ0 =1.225千克/米311、从基准面到11 km 的高空称为对流层,在对流层内大气密度和温度随高度有明显变化,温度随高度增加而下降,高度每增加1km,温度下降6.5 K。

从11 km 到21km 的高空大气温度基本不变,称为同温层或平流层,在同温层内温度保持为216.5 K。

空气动力学总结

空气动力学总结

第一章一:绪论;1.1大气的重要物理参数1、 最早的飞行器是什么?——风筝2、 最早的飞机出现于哪一年?——1903年3、 大气的主要成分是(78%氮,21%氧和1%其他气体)4、 大气的密度随高度变化规律?——随高度增加而减小。

5、 绝对温度、摄氏温度和华氏温度之间的关系。

——95)32(⨯-T =T F C 15.273+T =T C K6、摄氏温度、华氏温度和绝对温度的单位分别是什么?——CF K二:1.1大气的重要物理参数1、 大气压力产生原因——1、上层空气重力;2、空气分子不规则热运动。

2、 海平面温度为15C 时的大气压力为多少?——29.92inHg 、760mmHg 、1013.25hPa 。

3、下列不是影响空气粘性的因素是(A)A 、空气的流动位置B 、气流的流速C 、空气的粘性系数D 、与空气的接触面积4、假设其他条件不变,空气湿度大(B)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5、对于音速.如下说法正确的是: (C)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D 、只要空气密度小.音速就大6、大气相对湿度达到(100%)时的温度称为露点温度。

三:1.2 大气层的构造;1.3 国际标准大气1、大气层由内向外依次分为哪几层?——对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。

2、对流层的高度.在地球中纬度地区约为(D)A 、8公里。

B 、16公里。

C 、10公里。

D 、11公里3、现代民航客机一般巡航的大气层是(对流层顶层和平流层底层)。

4、云、雨、雪、霜等天气现象集中出现于(对流层)。

5、国际标准大气指定的依据是什么?——国际民航组织以北半球中纬度地区大气物理性质的平均值修正建立的。

6、国际标准大气规定海平面的大气参数是(B)A、P=1013 psi T=15℃ρ=1、225kg/m3B、P=1013 hPA、T=15℃ρ=1、225 kg/m3C、P=1013 psi T=25℃ρ=1、225 kg/m3D、P=1013 hPA、T=25℃ρ=0、6601 kg/m3四:1.4 气象对飞行的影响;1.5 大气状况对机体腐蚀的影响1、对飞机飞行安全性影响最大的阵风是:(A)A、上下垂直于飞行方向的阵风B、左右垂直子飞行方向的阵风C、沿着飞行方向的阵风逆着D、飞行方向的阵风2、飞机起飞和着陆应尽量利用(逆风)条件。

空气动力学复习课(2011全)

空气动力学复习课(2011全)

1)
p1 +
* * * *
ρ
2
V12 = p2 +
ρ
2
V22 = p0
位置 1,2 的(静)压力 局部流速 密度 总压
2)
* 沿着流线适用,理想流体 * 分离后的尾流区不再适用
3)
pdyn = p0 − ps =
ρ
2
V2
V = 110km/h = 110/3.6 m/s = 30.6m/s Pdyn = P0 – Ps = 1/2*rho*V^2 = 560.2 Pa Pdyn = rho_H2O * 9.8 * H(mm)/1000 H(mmH2O) = 1000*560.2 / 1000 / 9.8 = 57.2 mmH2O 例2 通风机功率的计算:某通风口的内外侧均为大气,假设进风管道的直径 450mm,进风量 5400m3/h。为了克服进风口 的局部阻力,在靠近出风口安装小风扇,忽略小风扇之前的管道长度,风扇的出风风速忽略不计,根据表中的局部 压差损失系数,分别计算三种边缘需要的抽风压力(即小风扇前的真空度),以及小风扇的功率。
2011 秋季学期•空气动力学:课程要点汇编
汽车学院 2008 级
庞加斌Leabharlann 第一部分:空气动力学基础1. 空气动力学的定义 空气动力学是研究空气的运动和力之间的关系的学科,尤其是空气与运动物体之间的相互作用的力学分支。 2. 相对湿度和绝对湿度的概念:真实空气,1 个大气压(101325Pa),温度 43 摄氏度,相对湿度 40%,饱和蒸汽压力 86.65Pa。标准状态(1atm, 15deg-C)干空气的密度 = 1.225kg/m3;干空气的气体常数等于 287.05, 水蒸汽的气体 常数等于 461.5 1) 水蒸气压力, Pv 2) 真实空气的密度 答:1) Pv = RH * Psat = 0.4*86.65Pa = 34.66Pa 2) Pdry_air = Patm – Pv = 101290.34Pa Rho = 101290.34/(287.05*316.15) + 34.66 / (461.5*316.5) = 1.116136 + 0.00024 = 1.116 3. 粘性系数和边界层: 经常遇到空气的粘性系数两个数值,哪一个是动力粘性系数,哪一个是运动粘性系数。 1) 定义:流体的粘性是度量因剪切或拉伸变形而形成的阻力大小的物理参数 2) 基本物理模型:剪切应力,粘性摩擦力,速度梯度,粘性系数

《空气动力学》复习资料

《空气动力学》复习资料

《空气动力学》复习资料判断题1.现在黏性流体运动微分方程称为纳维-斯托克斯方程,简称N-S方程。

2.空气动力学研究外部流动问题。

(而不是内部。

)3.流体不能承受拉力,处于静止状态的流体不能抵抗剪切力。

4.对流层空气稠密,包含了整个大气层空气质量的3/4。

(不是平流层和高流层)5.对流层高度每增加1km,大气温度下降6.5k。

6.定常流:若在流场的每一个空间点处流动,参数都不随时间变化或者说流场只是空间坐标的函数,而与时间无关,这样的流场就称为定常流场。

7.判断一、二、三维流。

一维:若在流场的每一个空间点处流动,参数都不随时间变化或者说流畅,只是空间坐标的函数,而与时间无关,这样的流场就称为定长流产。

二维:如果流动的各项物理参数都只是一个空间坐标的函数。

三维:流动参数表示三个空间坐标的函数。

8.求解不可压流时,其能量方程可以不以质量和动量方程一起联立求解,所以称为非耦合的。

对于可压缩流动,则必须质量,动量和能量方程联立求解,称为耦合的。

9.马赫数和特征马赫数之间的关系:10.亚声速管道收缩速度增大,管道扩张速度减小。

超声速管道收缩速度减小,管道扩张速度增大。

11.分辨层流和湍流。

层流只是在雷诺数较低的情形出现;湍流在自然界和工程实际中经常发生。

填空题1.空气动力学的研究方法:理论分析方法,试验方法,数值方法。

2.马赫数Ma的定义:飞行速度V与声速a的比值。

3.流体一旦运动,流体内部就有具有抵抗剪切变形的特性,以内摩擦力的形式抵抗流层之间的相对运动,这就是黏性。

4.牛顿黏性应力公式给出了切应力与速度梯度的线性关系,满足这种关系的流体称为牛顿流体。

5.彻体力:由外力场作用于流体微团的质量中心、大小与微团质量成正比的非接触力。

表面力:由物体或相邻流体作用在流体微团的外表面上的、大小与微团表面积成正比的接触力。

6.国际标准大气是国际航空界以中纬度地区的全年平均大气参数为参考来规定的。

7.流体作为连续介质布满了它所进行运动的空间,或者说流体运动所处的空间区域内,各点都被流体质点所占据。

空气动力学讲义

空气动力学讲义

第 1 章 流体属性与流体静力学§ 1.1 作用在连续介质上的力作用在连续介质上的力包括质量力和表面力。

质量力是作用连续介质内部的力,无需物体之间的相互接触,如:重力、电磁力、惯性力等。

在单位质量连续介质受到的质量力可表示为一向量b f 。

作用在连续介质微团上的质量力:d d b b F f ρτ= (1.1) 其中, ρ为连续介质的密度, d τ为连续介质微团的体积。

作用在一团连续介质的质量力的合力:d b b F f ρτΩ=⎰ (1.2)表面力:连续介质微元微团表面上的力,单位面积上的表面力称为应力。

应力不仅是位置的函数,而且是方位的函数。

任一点的应力状态可用一张量来表示:x xx y x zy xy y y z z xz y z zp p p P p p p p p p ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭ (1.3) 其中,,,xz zx xy yx yz zy p p p p p p ===。

作用于任一微元面n δ上的表面力n dF 可表示为n d F P nds =⋅ (1.4)其中,n 为平面n δ的法向量。

(,,)x y z n n n n =x x x y x z xy xy y y z y z x z y z z z p p p n P n p p p n p p p n ⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1.5)作用在一团连续介质的表面力的合力: ()s F P nds ∑Ω=⋅⎰(1.6)§ 1.2 固体、流体的区别固体与流体(包括液体、气体)的区别:静止的流体能不能承受拉力和剪切力而静止的固体可以承受拉力和剪切力。

(实践中总结出来的)流体中的应力只有压强。

推论:静止流体内的压强只是位置的函数。

(可由理论证明得到) 证明: 如图, 围绕空间某一点取一四面体。

四面体的各个面的单位法向量分别为,,,i j k n ---,所对应的压强分别为:,,,x y z n p p p p ,,,i j k 分别为沿x , y , z 方向的单位向量, n 为任意取的单位法向量。

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1
2
)
k
1 1

2
k 1
基 本
m K p Ay( )
T*

程 y() q()
()
k 1
K
k 2 k1
R k 1
第 二
§2-13 气体动力学函数及其应用

流量函数


0, q ( ) 0

— 速度为零

max, q ( ) 0

— 密度为零

1, q ( ) 1



k 1 Ma2
方 程
2
1
2
k - 1 Ma2
2



定义式
Ma
Ma V c


理想气体 的定义式
Ma V kRT


V Vmax
流 T 0
Ma


k 1 Ma2
方 程
2
1
2
k 1 Ma2
2
V c cr
V 2k RT * k 1
max
k 1 k 1
§2-13 气体动力学函数及其应用
空气动力学总复习精 讲
第 一
§1-1 ,§1-2
章 • 连续介质 流体充满着一个体积时不留任何自由空隙,其中没有真空的地方,也没
有分子间的间隙和分子的运动,即把流体看做是连续的介质。
• 流体质点 连续介质中的一“点”,实际是指一块微小的流体团。
基 • 流体质点体积ΔV ① 不能太大,失去点的意义; ② 不能太小,失去统计学的意义。
— 临界状态


§2-13 气体动力学函数及其应用
冲量函数
p1, A1
V1
Fi
p2, A2 V2
动量方程: F i (p 1 A 1 p 2 A 2 ) m (V 2 V 1 )
F i (m V 2 p 2 A 2 ) ( m V 1 p 1 A 1 )
气流冲量 mV: pA
§2-13 气体动力学函数及其应用
当 1时, z() ccr T * 超音加速必放热
第 二
§2-13 气体动力学函数及其应用

冲量函数
一 m VpA p*A(f)



流 基
m 当 VA不p变 A0时,轴向 Fi 力0
本 p*f ()const

程 当 1时,
f ()
p*
当 1时, f () p *
管道面积不变时, 亚音加速总压降低, 超音加速总压升高

分析流体各个质点的速度、密度、
流体的速度、密度、压强等参数随时间的

压强等参数随时间的变化规律。
变化规律。
识 不需要追踪每个流体质点的运动,而是要研
究描述流体运动的各个物理参数在空间中的
追踪每个流体质点的运动。
分布,即研究各个物理参数的场,例如速度 场、密度场以及压强场等等,其中既包括向
量场也包括标量场。
➢ 气体参数分布不均匀
V>c马赫角来自arcsin(c) V
arcsin(
1) Ma
§3-1 弱扰动在气流中的传播
扰动 传播 范围
马赫 角
V=0 全场

V<c 全场

V=c 公切平面以内
V>c 公切圆锥以内
90°
sin 1( 1 )
z() 1
当 1时, z()
mVpA Fi与气流速度方向相同
管道扩张
§2-13 气体动力学函数及其应用
冲量函数
m VpA k2 k1m ccrz()
z() 1
当A不变时,轴向 Fi 力0
m VpAconst
ccrz()const
管道面积不变时,
当 1时, z() ccr T * 亚音加速必吸热,
f() 2 k1q()z()
k1
r() () f ()
§2-13 气体动力学函数及其应用
冲量函数
m VpA k2 k1m ccrz()
z() 1
当 1时, z()
mVpA Fi与气流速度方向相反
管道收缩
§2-13 气体动力学函数及其应用
冲量函数
m VpA k2 k1m ccrz()
由于扰动传播过程进行得非常迅速。介质来不及和外界交换热量,这 就使得此过程接近于绝热过程。
综上所述 ,可以认为微扰动的传播过程是个等熵过程
气体静止
➢ 不考虑气体粘性的耗散 ➢ 气体参数分布均匀
气体静止
➢ 不考虑气体粘性的耗散 ➢ 气体参数分布均匀
c c c c
➢ 不考虑气体粘性的耗散 ➢ 气体参数分布均匀
冲量函数
气流冲量 mV: pA
V c cr
m VpA k2 k1m ccrz()
p RT
z() 1
() T
气流冲量 mV: pT *A
m K p* q()A
T*
§2-13 气体动力学函数及其应用
冲量函数
1
m VpA 2 k1p*A(q)z()
k1
1
f() 2 k1q()z()
k1

p
2
等熵流动
方 程
滞止密度
* (1k1Ma2)k11
2
绝能流动 理想气体
等熵流动
第 二
§2-11 §2-12

速度系数

V

c cr

① 绝能流动中,临界声速是一个常数,速度系数可以直接反应 气流速度的大小

② 绝能流动中,当气流速度由0增加到Vmax时,c下降 为零,

Ma趋于无穷大,对做图表带来不便。
本 • 气体压缩性 知
气体的压强变化时气体的密度或比容改变的程度。
识 • 气体粘性
流动中的气体,如果各气体层的流速不相等,那么在相邻的两个气体层 之间的接触面上,就会形成一对等值相反的内摩擦力来阻碍两气体层做
相对运动。
• 无粘流体 粘性系数等于零的流体。
• 无粘流动
dV dy
0
① 无粘流体。② 速度梯度为零。
静参数
T
T* T
(1k21Ma2)
T* (1k12)1
T
k1
总参数
T*
p* (1k1Ma2)kk1
p
2
p
p* (1k12)kk1
p*
p
k1
* (1k1Ma2)k11
2
* (1k12)k11
*
k1
§2-13 气体动力学函数及其应用
(Ma)
T T*
(1k1M2a)1 2
( )
TT TT**
1k12
k1
m VpA p*A(f)
另 : m V pA pA 式 中 : r ( ) ( )
r ( )
f ()
§2-13 气体动力学函数及其应用
冲量函数
m VpA k2 k1m ccrz()
mVpAm k2 k1RT*z()
z() 1
m VpA p*A(f)
m V pA pA
r ( )
1

体 动
(Ma)
p p*
(1k1M2a)kk1 2
力 学
()
pp (1k12)kk1
pp**
k1


(Ma)
*
(1k1M2a)k11 2
()
**
(1k12)k11
k1
第 二
§2-13 气体动力学函数及其应用

流量函数
一 维 定
m K p* Aq()
T*

q( )
(k
1
)
k
1 1
(1
k
欧拉法
欧拉法
定常,形状与流线重合; 定常,流线形状不变; 非定常,形状随时间变化。 非定常,形状随时间改变。
定常,流管形状不变; 非定常,流管形状随时间改变。
一般情况下,流线不相交 特殊情况下,流线相交
在定常条件下,流管形状不变,由 于流体质点不能穿越管壁,可用流 管代替带有固定壁面的管道
第二章 一维定常流的基本方程

AV

动量方程
流 基
Adm p dV 0 或者 dpVdV 0
本 方
能量方程(理想气体)

Vdd V h0 或者
VdV k RdT0 k1
第 二
§2-1 ,§2-9

一元定常绝能等熵流动基本方程

dp k RdT
k 1

在理想气体的绝能等熵流动中,动量方程和能量

方程形式相同。

动量方程
第 一
§1-3 ,§1-4
章 • 流体压强具有以下两个重要的特性:
① 因为流体分子之间的距离比固体的大很多,一般流体抵抗拉伸的能力很小,
故压强的方向永远沿着作用面的内法线方向,即压强的方向永远指向作用面。

② 在静止流体或者运动的无粘性流体中,某一点压强的数值与所取作用面在空

间的方位无关。
知 • 表面力与质量力之间的关系 —— 欧拉静平衡微分方程

p x
X
p y
Y
p z
Z
向量形式: p R
在静止的流体中,压强的变化是由质量力决定的。 ➢ 质量力不等于零的方向上,压强发生改变; ➢ 垂直于质量力的方向上,压强不发生改变; ➢ 静止流体中的等压面和质量力垂直。
第 一
§1-5
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