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飞行原理空气动力学复习思考题第一章低速气流特性

1．何谓连续介质？为什么要作这样的假设？

连续介质——把空气看成是由空气微团组成的没有间隙的连续体。

作用——把空气压强（ P）、密度（ρ）、温度（ T）和速度 (V) 等状态

参数看作是空间坐标及时间的连续函数，便于用数学工具研究流体力学

问题。

2．何谓流场？举例说明定常流动与非定常流动有什么区别。

流场——流体所占居的空间。

定常流动——流体状态参数不随时间变化；

非定常流动——流体状态参数随时间变化；

3．何谓流管、流谱、流线谱？低速气流中，二维流谱有些什

么特点？

流线谱——由许多流线及涡流组成的反映流体流动全貌的图形。

流线——某一瞬间，凡处于该曲线上的流体微团的速度方向都与该曲

线相应点的切线相重合。

流管——通过流场中任一闭合曲线上各点作流线，由这些流线所围成

的管子。

二维流谱—— 1. 在低速气流中，流谱形状由两个因素决定：物体剖面

形状，物体在气流中的位置关系。

2.流线的间距小，流管细，气流受阻的地方流管变粗。

3.涡流大小决定于剖面形状和物体在气流中的关系位置。

4．写出不可压缩流体和可压缩流体一维定常流动的连续方程，这两个方程有什么不同？有什么联系？

连续方程是质量守恒定律应用于运动流体所得到的数学关系式。

在一维定常流动中，单位时间内通过同一流管任一截面的流体质量都

相同。方程表达式： m=ρ VA

不可压流中，ρ≈常数，

方程可变为：

VA=C（常数）

气流速度与流管切面积成反比例。

可压流中，ρ≠常数，

方程可变为：

m=ρVA

适用于理想流体和粘性流体

5．说明气体伯努利方程的物理意义和使用条件。

方程表达式 : P1V 2gh 常量

2

1

高度变化不大时，可略去重力影响，上式变为：p V 2p0常量

2

即:

静压 +动压 =全压 (P 0相当于 V=0时的静压 )

方程物理意义 :

空气在低速一维定常流动中，同一流管的各个截面上，静压与动压之和

（全压）都相等。由此可知，在同一流管中，流速快的地方，压力（P）小；

流速慢的地方，压力（ P）大。

方程应用条件

1.气流是连续的、稳定的气流（一维定常流）；

2.在流动中空气与外界没有能量交换；

3.空气在流动中与接触物体没有摩擦或

摩擦很小，可以忽略不计（理想流体）；

4.空气密度随流速的变化可忽略不计

（不可压流）。

6 ．图 1-

7 为一翼剖面的流谱，设 A1=0.001 米2

，?A2=0.0005 米

2

，

A3=0.0012 米2

，V1=100 米/ 秒， P1=101325 帕斯卡，ρ =225 千

克/米3

。求 V2、P2；V3、P3。

图 1-7 一翼剖面流谱

P+1V2=P+1V2=P+1V2

123 1

22232

V1A1=V2A2=V3 A3

V2=200 米/ 秒

P 2=-3273675 帕斯卡

V 3=83 1

米/ 秒

3

P 3=445075 帕斯卡

7. 何谓空气的粘性？空气为什么具有粘性？

空气粘性 ——空气内部发生相对运动时，相邻两个运动速度不同的空气层相互牵扯的特性。

其原因是 ：空气分子的不规则运动所引起的动量交换。

8．写出牛顿粘性力公式，分析各因素对粘性力是怎样影响的？

牛顿粘性力公式为 : F dV

S

dY

S 面积，

dV

在 Y 方向的速度梯度变化，

粘性系数

dY

9．低速附面层是怎样产生的？分析其特性。

空气流过物体时，由粘性作用，在紧贴物体表面的地方，就产生了流

速沿物面法线方向逐渐增大的薄层空气。这薄层空气称为 附面层 。沿物面各点的法线上，速度达到主流速度的 99%处，为附面层边界 。 附面层的性质 1. 空气沿物面流过的路程越远，附面层 越厚；

2. 附面层内沿物面法线方向各点的压力不变 , 且等于主流的压力。层流附面层 ——分层流动，互不混淆，无上下 乱动现象，厚度较小，速度梯度小；

紊流附面层 ——各层强烈混合，上下乱动明显，

厚度较大，速度梯度大。

转捩点 ——层流附面层与紊流附面层之间的

一个过渡区，可看成一个点。

10．顺压梯度和逆压梯度是如何形成的？分别如何影响主流和附面层

气流的？

E 点——最低压力点

P 0

X

E 点之前——顺压梯 P 度

X

图1-5 翼型表面主流的压力变化

图1-6

附面层的分离

E 点之后——逆压梯度P 0

X

由机翼表面摩擦力而使气流速度增量减小，从而产生速度顺压梯度变化。

机翼表面摩擦力进一步增大，产生逆压，致使气流反向流动，从而产生速度逆压梯度变化。

11．什么叫气流分离？气流分离的根本原因是什么？

在逆压梯度段，附面层底层的空气受到摩擦和逆压的双重作用，速

度减小很快，至S 点速度减小为零，(V

Y

) Y 00附面层底层的空

气在逆压的继续作用下，开始倒流，倒流而上与顺流而下的空气相

遇，使附面层拱起，形成分离（ S 点为分离点）。

第二章飞机的低速空气动力特性

1.常用的飞机翼型有哪几种？说明弦长、相对弯度、最大弯度位

置、相对厚度、最大厚度位置、前缘半径和后缘角的定义？

翼型几何参数：

1.弦长（ b）

翼型上下表面内切圆圆心的光滑连线称为中线。中弧线的前端点，称为前缘；后端点，称为后缘。前缘与后缘的连线叫翼弦，其长度叫弦长或几何弦长。

2.相对弯度（ f ）

翼型中弧线与翼弦之间的距离叫弧高或弯度(f) 。最大弧高与弦长的比值，

叫相对弯度。