空气动力学复习题

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=ρVA

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

图1-7一翼剖面流谱

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:常量=++gh V P ρρ22

1

高度变化不大时，可略去重力影响，上式变为：常量==+022

1

p V p ρ 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A 1=米2，•A 2=米2，A 3=米2，V 1=100米/秒，P 1=101325帕斯卡，ρ=225千克/米3。求V 2、P 2；V 3、P 3。

P 1+2121V ρ=P 2+2221V ρ=P 3+232

1V ρ V 1A 1=V 2A 2=V 3A 3

V 2=200米/秒 P 2=-3273675帕斯卡 V 3=833

1米/秒 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:S dY

dV F μ= S 面积，

dY

dV

在Y 方向的速度梯度变化，μ粘性系数 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

0=∂∂X

P

图1-5翼型表面主流的压力变化

图1-6附面层的分离

E 点之前——顺压梯度

0〈∂∂X P E 点之后——逆压梯度0〉∂∂X

P

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 点速度减小为零，0)(0=∂∂=Y Y

V

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 ）