空气动力学部分知识要点

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空气动力学简介

空气动力学简介

第一章空气动力学简介第1节流体流动的基本概念和基本规律1.1 流体流动的基本概念1.1.1 相对运动原理作用在飞机上的空气动力取决于飞机和空气之间的相对运动情况,而与观察、研究时所选用的参考坐标无关。

也就是说,飞机以速度V在平静的空气中飞行时,作用在飞机上的空气动力与远方空气以速度V流过静止不动的飞机时所产生的空气动力完全相同。

这就是相对运动原理在空气动力学中的应用。

空气相对飞机的运动称为相对气流,相对气流的方向与飞机运动的方向相反,见图1-1。

只要相对气流速度相同,产生的空气动力也就相等。

将飞机的飞行转换为空气的流动,使空气动力问题的研究大大简化。

风洞实验就是根据这个原理建立起来的。

图1-1 飞机的运动方向与相对气流的方向1.1.2 连续性假设连续性假设是在进行空气动力学研究时,将大量的、单个分子组成的大气看成是连续的介质。

所谓连续介质就是组成介质的物质连成一片,内部没有任何空隙。

在其中任意取一个微团都可以看成是由无数分子组成,微团表现出来的特性体现了众多分子的共同特性。

对大气采用连续性假设的理由是与所研究的对象—飞机相比,空气分子的平均自由行程要比飞机的尺寸小得多。

空气流过飞机表面时,与飞机之间产生的相互作用不是单个分子所为,而是无数分子共同作用的结果。

1.1.3 流场、定常流和非定常流流体流动所占据的空间称为流场。

在流场中的任何一点处,如果流体微团流过时的流动参数,速度、压力、温度、密度等随时间变化,这种流动就称为非定常流,这种流场被称为非定常流场。

反之,如果流体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,这种流动就称为定常流,这种流场被称为定常流场。

1.1.4 流线、流线谱、流管和流量流线是在流场中用来描绘流体微团流动状态的曲线。

在流线每一点上,曲线的切线方向正是流体微团流过该点时流动速度的方向。

在流场中,用流线组成的描绘流体微团流动情况的图画称为流线谱。

图1-2就是描绘气流流过翼型的流线谱。

空气动力学数学知识点总结

空气动力学数学知识点总结

空气动力学数学知识点总结1. 流体力学基础知识流体是一种连续的物质,可以流动并适应它所处的容器的形状。

在空气动力学中,我们关注的是气体流体,它遵循流体力学的基本原理。

这些原理包括连续方程、动量方程和能量方程。

这些方程描述了流体的运动和行为,并且可以通过数学模型来描述。

1.1 连续方程连续方程描述了流体中的质量守恒。

在欧拉描述中,连续方程可以用以下形式表示:∂ρ/∂t + ∇•(ρv) = 0其中ρ是流体的密度,t是时间,v是速度矢量。

这个方程表达了流体在空间和时间上的密度变化。

解决这种类型的偏微分方程需要深入的数学知识,如微分方程、变分法和复杂的数值计算技术。

1.2 动量方程动量方程描述了流体中的运动和力的作用。

在欧拉描述中,动量方程可以写成:∂(ρv)/∂t + ∇•(ρv⊗v) = -∇p + ∇•τ + ρg其中p是静压力,τ是应力张量,g是重力加速度。

这个方程描述了流体在外力下的运动。

解决这个方程需要运用向量微积分、非线性偏微分方程和数值方法等数学知识。

特别是应力张量的计算和解析是非常复杂的数学问题。

1.3 能量方程能量方程描述了流体内部的热力学过程。

在欧拉描述中,能量方程可以写成:∂(ρe)/∂t + ∇•(ρev) = ∇•(k∇T) + σ其中e是单位质量的内能,k是导热系数,T是温度,σ是能量源项。

解决这个方程需要运用热力学、热传导方程和数值计算技术等数学知识。

2. 边界层理论在空气动力学中,边界层理论是一个重要的概念。

边界层是指流体靠近固体物体表面的区域,流体在这里受到了物体表面的影响,速度变化很大。

边界层理论涉及到流体力学、热力学和数学物理等多个领域的知识。

2.1 边界层方程边界层方程描述了边界层中流体速度和温度的变化。

这些方程通常是非定常的、非线性的偏微分方程,包括动量方程、能量方程以及质量守恒方程。

解决这些方程需要运用复杂的数学方法和数值模拟技术。

2.2 边界层控制边界层控制是指通过改变固体表面的形状或表面条件,来控制边界层的性质,从而影响流体的运动。

空气动力学 科普

空气动力学 科普

空气动力学科普空气动力学是研究空气在物体表面周围的流动及其对物体的影响的科学。

它是力学和流体力学的一个重要分支,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

本文将从流动的基本原理、气流的特性以及应用领域三个方面科普空气动力学的知识。

一、流动的基本原理空气动力学研究的基础是流体力学。

在空气动力学中,流体可以看作是连续不断的微小粒子,其运动服从牛顿力学的基本定律。

空气动力学研究的主要对象是流体在物体表面周围的流动。

在空气动力学中,流体的流动可以分为层流和湍流两种形式。

层流是指流体沿着平行于表面的方向流动,流线间没有交叉和混乱。

湍流则是流体流动产生的一种混乱的状态,流线交叉、扭曲,流动速度和压力分布不规则。

物体表面周围的流动可以产生压力分布的变化。

当流体流过物体表面时,流体速度增加,压力就会降低,形成低压区域。

根据伯努利原理,流体速度增加时,压力就会降低,而流体速度减小时,压力就会增加。

这种压力分布的变化对物体产生了升力和阻力。

二、气流的特性在空气动力学研究中,气流的特性对于物体的设计和性能有着重要影响。

首先是气流的速度分布。

在物体周围的气流中,速度分布不均匀。

在物体正面,气流速度较快,而在物体背面,气流速度较慢。

这种速度分布的不均匀性对物体的阻力和升力产生了影响。

其次是气流的粘性。

气体具有一定的黏性,当气体流动时,会与物体表面发生摩擦。

这种摩擦会阻碍气流的流动,并产生阻力。

因此,在空气动力学中,研究气流的粘性对于降低阻力、提高效率非常重要。

最后是气流的湍流特性。

湍流是气流流动中产生的一种混乱状态,流线交叉、扭曲,流动速度和压力分布不规则。

湍流对物体的阻力产生很大影响,因此在空气动力学中,研究气流的湍流特性对于降低阻力、提高性能至关重要。

三、应用领域空气动力学在许多领域都有着重要的应用,下面分别介绍航空航天、汽车和建筑领域的应用。

在航空航天领域,空气动力学是飞机设计的重要基础。

通过研究机翼和机身的气动特性,可以优化飞机的升力和阻力,提高飞行效率。

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。

空气动力学前六章知识要点

空气动力学前六章知识要点

空气动力学基础前六章总结第一章 空气动力学一些引述1、 空气动力学涉及到的物理量的定义及相应的单位①压强:是作用在单位面积上的正压力,该力是由于气体分子在单位时间内对面发生冲击(或穿过该面)而发生的动量变化,具有点属性。

0,lim →⎪⎭⎫ ⎝⎛=dA dA dF p 单位:Pa, kPa, MPa 一个标准大气压:101kPa②密度:定义为单位体积内的质量,具有点属性。

0,lim →=dv dvdm ρ 单位:kg/㎡ 空气密度:1.225Kg/㎡③温度:反应平均分子动能,在高速空气动力学中有重要作用。

单位:℃ ④流速:当一个非常小的流体微元通过空间某任意一点的速度。

单位:m/s ⑤剪切应力:dy dv μτ= μ:黏性系数 ⑥动压:212q v ρ∞∞∞= 2、 空气动力及力矩的定义、来源及计算方法空气动力及力矩的来源只有两个:①物体表面的压力分布 ②物体表面的剪应力分布。

气动力的描述有两种坐标系:风轴系(L,D )和体轴系(A,N)。

力矩与所选的点有关系,抬头为正,低头为负。

cos sin L N A αα=- , s i n c o sD N A αα=+ 3、 气动力系数的定义及其作用气动力系数是比空气动力及力矩更基本且反映本质的无量纲系数,在三维中的力系数与二维中有差别,如:升力系数S q L C L ∞=(3D ),cq L c l ∞='(2D )L L C q S ∞≡,D D C q S ∞≡,N N C q S ∞≡,A A C q S ∞≡,M M C q Sl ∞≡,p p p C q ∞∞-≡,f C q τ∞≡ 二维:S=C(1)=C4、 压力中心的定义压力中心,作用翼剖面上的空气动力,可简化为作用于弦上某参考点的升力L,阻力D 或法向力N ,轴向力A 及绕该点的力矩M 。

如果绕参考点的力矩为零,则该点称为压力中心,显然压力中心就是总空气动力的作用点,气动力矩为0。

空气动力学知识点总结

空气动力学知识点总结

空气动力学知识点总结一、概述空气动力学是涉及空气对物体运动产生的力学现象的学科,是研究空气的流动和物体在空气中运动时所产生的力及其相互作用的学科。

空气动力学在现代工程设计、航空航天、交通运输、建筑设计、气象学等领域都有广泛的应用。

二、基本概念1.空气动力学基础学科:空气动力学是理论力学、气体力学、热力学、流体力学等多个领域交叉的学科。

2.气动力学:指空气运动对物体所产生的力学效应和物体所受的力学反作用。

3.机翼:是创造升力的部分,承受飞行器全部重量的部分。

4.升力:是指在流体中飞行的物体所受的上升力。

5.阻力:是指在流体中移动的物体所受的阻碍力。

三、空气动力学的应用1.飞行器在飞行器方面的应用,空气动力学的重要性相当突出。

要使飞机的设计、制造、试验及飞行达到令人安全放心的水平,必须依靠空气动力学的理论和方法。

2.轮船船的航行速度直接受到水流的阻力,而气体在飞行器上产生的阻力同样发生在船身上,空气动力学理论可用于轮船的设计和制造。

3.高速列车在铁路运输领域,高速列车的瞬息万变的空气动力学作用是影响其行驶稳定性和运输安全的重要因素。

4.建筑设计在建筑领域中,从设计建筑物的表面阻力与表面空气动力学特征,到楼宇的空气流体力学设计以及可持续建筑的改进,空气动力学在建筑设计上的作用愈发重要。

5.运动器材设计在运动器材设计方面,空气动力学可用于设计高尔夫球头、拉力器、船桨、滑翔机等不同型号和用途的器材。

四、空气动力学知识点总结1.空气动力学的研究对象,包括流体的流动状态、物体的运动状态以及流体和物体之间的相互作用。

2.气体的运动状态与流速、压力、温度和密度等相关。

3.常用的空气动力学运动模型,包括旋转圆盘模型、圆柱模型、球模型、机翼模型等。

4.空气动力学方程主要有牛顿运动定律、伯努利定理、连续性方程、动量守恒方程、热力学第一定律等。

5.空气动力学实验包含风洞实验,飞行器模型的地面试验,飞行器在空中的试飞试验等。

空气动力学基础知识

空气动力学基础知识
随着高度的增加空气的密度温度压力音速和空气的物理参数和性质也随着变化影响着飞机飞行中的空气动力性能发动机的工作状态飞机的机体结构连接间隙的变化和飞机的座舱环境的控制基于上述原因在讨论飞机的飞行原理之前首先要对空气的物理参数和基本性质大气的分层和国际标准大气气流特性及气流流动的基本规律附面层等有所了解作为了解和掌握飞机飞行原理的基础



对流层的特点: 1)气流温度随高度升高而降低 在对流层中.由于空气受热的直接来源不是太阳,而 是地面,太阳放射出的能量,大部分被地面吸收,空气是 被太阳晒热的地面而烤热的,所以越靠近地面,空气温度 就越高。在中纬度地区,随着高度的增加,空气温度从15 ℃降低到11公里高时的-56.5 ℃。 2)风向、风速经常变化 由于太阳对地面的照射程度不一,加之地球表面地形、 地貌的不同,地面各地区空气气温和密度不相同,气压也 不相等,即使同一地区,气温、气压也常会发生变化,使 大气产生对流现象,形成风,且风向、风速也会经常变化。 3)空气上下对流激烈 地面各处的温度不同,受热多的空气膨胀而上升,受 热少的空气冷却而下降,就形成了空气的上下对流。
工程计算中经常采用“绝对温度”的概念, 用“ T ”表示,单位用开氏度(º K)表示。当空 气分子停止不规则的热运动时,即分子的运动速 度为零时,我们把这时的温度作为绝对温度的零 度。 绝对温度(T)与摄氏温度( t )之间的关 系可以用下列公式进行换算: T=t
+ 273
绝对温度的0 º K等于摄氏温度-273 ℃
一、空气的物理参数



空气的密度、温度和压力是确定空气状态的三个主 要参数,飞机空气动力的大小和飞机飞行性能的好坏,都 与这三个参数有关。 1、空气的密度 空气的密度是指单位体积内空气的质量,取决于空气 分子数的多少。即:ρ=m/V 公式中:ρ为空气的密度,单位是“ 千克/米3 ”;m为 空气的质量,单位是“ 千克 ”;V为空气的体积,单位 是“ 米3 ”。 空气的密度大,说明单位体积内空气的分子数多,我 们称为空气稠密;空气的密度小,说明单位体积内空气的 分子数少,我们称为空气稀薄。大气的密度随高度的

空气动力学基础知识

空气动力学基础知识

空气动力学基础知识目录一、空气动力学概述 (2)1. 空气动力学简介 (3)2. 发展历史及现状 (4)3. 应用领域与重要性 (5)二、空气动力学基本原理 (6)1. 空气的力学性质 (7)1.1 气体状态方程 (8)1.2 空气密度与温度压力关系 (8)1.3 空气粘性 (9)2. 牛顿运动定律在空气动力学中的应用 (10)2.1 力的作用与动量变化 (11)2.2 牛顿第二定律在空气动力学中的体现 (13)3. 空气动力学基本定理 (14)3.1 伯努利定理 (15)3.2 柯西牛顿定理 (16)3.3 连续介质假设与流动连续性定理 (17)三、空气动力学基础概念 (18)1. 流体力学基础概念 (19)1.1 流速与流向 (20)1.2 压力与压强 (21)1.3 流管与流量 (22)2. 空气动力学特有概念 (23)2.1 空气动力系数 (25)2.2 升力与阻力 (26)2.3 空气动力效应与稳定性问题 (27)四、空气动力学分类及研究内容 (28)1. 空气动力学分类概述 (30)2. 理论空气动力学研究内容 (31)一、空气动力学概述空气动力学是研究流体(特别是气体)与物体相互作用的力学分支,主要探讨流体流动过程中的能量转换、压力分布和流动特性。

空气动力学在许多领域都有广泛的应用,如航空航天、汽车、建筑、运动器材等。

空气动力学的研究对象主要是不可压缩流体,即流体的密度在运动过程中保持不变。

根据流体运动的特点和流场特性,空气动力学可分为理想流体(无粘、无旋、不可压缩)和实际流体(有粘性、有旋性、可压缩)两类。

在实际应用中,理想流体问题较为简单,但现实生活中的流体大多具有粘性和旋转性,因此实际流体问题更为复杂。

空气动力学的基本原理包括牛顿定律、质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。

这些原理构成了空气动力学分析的基础框架,通过建立数学模型和求解方程,可以预测和解释流体流动的现象和特性。

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空气动力学部分知识要点公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]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 = ,压强 p0 = 760 毫米汞柱 = 101325牛/米2,密度ρ0 = 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 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 K。

普通飞机主要在对流层和平流层里活动。

12、散度、旋度、有旋流、无旋流。

13、描述流体运动的方程。

低速不可压缩理想流体:连续方程+动量方程(欧拉方程);低速不可压缩粘性流体:连续方程+动量方程(N-S方程);高速可压缩理想流体:连续方程+动量方程(欧拉方程)+能量方程+状态方程。

14、连续方程是质量守恒定律在流体力学中具体表达形式。

由于连续方程仅是运动的行为,与受力无关,因此既适用于理想流体也适用于粘性流体。

15、定常流是指在流场中任一固定点的所有流体属性(如流速、压力、密度等)都和时间无关的流动,在定常流情况下,所有参数对时间的导数都等于0。

非定常流是指流场任一固定点的一个或多个速度分量或其他流体属性随时间发生变化的流动。

注:流动类型:定常流/非定常流,可压缩流动/不可压缩流动,无粘流动/粘性流动,有旋流动/无旋流动。

16、环量的定义:在流场中任取一条封闭曲线,速度沿该封闭曲线的线积分称为该封闭曲线的速度环量。

速度环量的符号不仅决定于流场的速度方向,而且与封闭曲线的绕行方向有关,规定积分时逆时针绕行方向为正,即封闭曲线所包围的区域总在行进方向的左侧。

17、在无旋流动中,沿着任意一条封闭曲线的速度环量均等于零。

但是对有旋流动,绕任意一条封闭曲线的速度环量一般不等于零。

18、涡量是指流场中任何一点微团角速度之二倍,如平面问题中的2ωz ,称为涡量,涡量是个纯运动学的概念。

19、像流线一样,在同一瞬时,如在流场中有一条曲线,该线上每一点的涡轴线都与曲线相切,这条曲线叫涡线。

给定瞬间,通过某一曲线(本身不是涡线)的所有涡线构成的曲面称为涡面。

由封闭涡面组成的管状涡面称为涡管。

涡线是截面积趋于零的涡管。

涡线和涡管的强度都定义为绕涡线或涡管的一条封闭围线的环量。

涡量在一个截面上的面积分称为涡通量。

20、沿平面上一封闭围线 L做速度的线积分,所得的环量等于曲线所围面积上每个微团角速度的2倍乘以微团面积之和,即等于通过面积S的涡通量。

21、当无涡线穿过给定曲线L1时,沿L1的速度环量Γ1等于零;当有涡线穿过给定曲线L2时,沿L2的速度环量Γ2等于过曲线所围面积内的涡通量,也等于该区域的涡强度;如果曲线所围面积内涡通量越大,则沿该曲线的速度环量越大,该区域内涡的强度越大;过同一曲线上张开的不同曲面,其涡通量是相同的,都等于沿该曲线的速度环量,都代表s1 和 s2 面上旋涡的强度;22、理想流中涡定理:沿涡线或涡管涡强不变;一根涡管在流体里不可能中断,可以伸展到无限远去,可以自相连接成一个涡环(不一定是圆环),也可以止于边界(固体的边界或自由边界如自由液面)。

23、 开尔文kelvin 定律(环量不变定律): 在理想流中,涡的强度不随时间变化,既不会增强,也不会削弱或消失。

24、 拉格朗日Lagrange 定律(涡量不生不灭定律):在理想流中,流动若是无旋的则流场始终无旋,反之若流场在某一时刻有旋则永远有旋。

25、 亥姆霍兹Helmholtz 定律(涡线涡管保持定理): 在理想流体中,构成涡线和涡管的流体质点,在以后运动过程中仍将构成涡线和涡管。

二、 边界层流动1、 流动雷诺数Re 是用以表征流体质点的惯性力与粘性力对比关系的。

2、 高Re 数下,流体运动的惯性力远远大于粘性力。

这样研究忽略粘性力的流动问题是有实际意义的。

3、 理想流体力学在早期较成功地解决了与粘性关系不大的一系列流动问题(升力、波动等),但对阻力、扩散等涉及到粘性的问题则与实际相差甚远,如达朗伯疑题。

4、 大量实验发现:虽然整体流动的Re 数很大,但在靠近物面的薄层流体内,流场的特征与理想流动相差甚远,沿着法向存在 e R ==∝μρμρτLU UL U L F F J很大的速度梯度,粘性力无法忽略。

这一物面近区粘性力起重要作用的薄层称为边界层(Boundary layer)。

5、在远离物体的理想流体流动区域可忽略粘性的影响,流动无旋可按位势流理论处理(位流区)。

在靠近物面的薄层内粘性力的作用不能忽略(粘流区),该薄层称为边界层。

边界层内粘性力与惯性力同量级,流体质点作有旋运动。

6、边界层区与主流区之间无严格明显的界线,通常以速度达到主流区速度的作为边界层的外缘。

由边界层外缘到物面的垂直距离称为边界层名义厚度,用δ表示。

在高Re数下,边界层的厚度远小于被绕流物体的特征长度。

7、边界层位移厚度8、边界层动量损失厚度9、边界层能量损失厚度10、边界层:N-S方程化简为边界层方程11、边界层中的流体质点受惯性力、粘性力和压力的作用,其中惯性力与粘性力的相对大小决定了粘性影响的相对区域大小,或边界层厚度的大小;粘性力的作用始终是阻滞流体质点运动,使流体质点减速,失去动能;压力的作用取决于绕流物体的形状和流道形状,顺压梯度有助于流体加速前进,而逆压梯度阻碍流体运动。

12、边界层分离。

分离点:13、边界层分离的必要条件是:存在逆压梯度和粘性剪切层。

仅有粘性的阻滞作用而无逆压梯度,不会发生边界层的分离,因为无反推力使边界层流体进入到外流区。

这说明,零压梯度和顺压梯度的流动不可能发生边界层分离。

只有逆压梯度而无粘性的剪切作用,同样也不会发生分离现象,因为无阻滞作用,运动流体不可能消耗动能而滞止下来。

在粘性剪切力和逆压梯度的同时作用下才可能发生分离。

14、由层流状态转变为湍流状态称为转捩。

15、由于湍流的无规则脉动特性,流体微团将高能量带入到靠近壁面处,因此湍流流动在靠近壁面处的平均速度远大于层流流动,即湍流边界层的速度分布比层流边界层的速度分布饱满。

湍流与层流相比不容易分离,可使分离引起的压差阻力大大降低。

三、低速翼型1、翼型的几何参数2、NACA四位数翼型、NACA五位数翼型3、在翼型平面上,把来流V∞与翼弦线之间的夹角定义为翼型的几何迎角,简称迎角。

对弦线而言,来流上偏为正,下偏为负。

4、翼型绕流视为平面流动,翼型上的空气动力简称气动力可视为无限翼展机翼在展向取单位展长所受的气动力。

5、当气流绕过翼型时,在翼型表面上每点都作用有压强p(垂直于翼面)和摩擦切应力?(与翼面相切),它们将产生一个合力R,合力的作用点称为压力中心,合力在来流方向的分量为阻力D(或X),在垂直于来流方向的分量为升力L(或Y)。

6、空气动力力矩取决于力矩点的位置。

如果取矩点位于压力中心:力矩为零;取矩点位于翼型前缘:前缘力矩(规定使翼型抬头为正、低头为负);取矩点位于翼型焦点: 焦点或气动中心力矩。

7、焦点是翼型上的某个固定点,是力矩不随迎角变化的点或翼型升力增量的作用点,也称为翼型气动中心。

8、薄翼型的气动中心为,大多数翼型的气动中心在之间,层流翼型在之间。

9、翼型无量纲空气动力系数:升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数。

10、低速翼型绕流流动特点:小迎角时,整个绕翼型的流动是无分离的附着流动,在物面上的边界层和翼型后缘的尾迹区很薄。

前驻点位于下翼面距前缘点不远处,流经驻点的流线分成两部分,一部分从驻点起绕过前缘点经上翼面顺壁面流去,另一部分从驻点起经下翼面顺壁面流去,在后缘处流动平滑地汇合后下向流去。

在上翼面近壁区的流体质点速度从前驻点的零值很快加速到最大值,然后逐渐减速。

根据Bernoulli方程,压力分布是在驻点处压力最大,在最大速度点处压力最小,然后压力逐渐增大(过了最小压力点为逆压梯度区)。

随着迎角的增大,驻点逐渐后移,最大速度点越靠近前缘,最大速度值越大,上下翼面的压差越大,因而升力越大。

气流到后缘处,从上下翼面平顺流出,因此后缘点不一定是后驻点。

11、翼型绕流气动力系数随迎角的变化曲线:升力系数曲线,阻力系数曲线,力矩系数曲线。

这条直线的斜率称为升力线斜率,记为13、对于有弯度的翼型升力系数曲线是不通过原点的,通常把升力系数为零的迎角定义为零升迎角?0,而过后缘点与几何弦线成?0的直线称为零升力线。

对有弯度翼型?0是一个小负数,一般弯度越大, ?0的绝对值越大。

14、当迎角大过一定的值之后,就开始弯曲,再大一些,就达到了它的最大值,此值记为最大升力系数C Lmax ,这是翼型用增大迎角的办法所能获得的最大升力系数,相对应的迎角称为临界迎角。

过此再增大迎角,升力系数反而开始下降,这一现象称为翼型的失速。

这个临界迎角也称为失速迎角。

15、最大升力系数、临界迎角和失速后的升力系数曲线受粘性影响大:16、阻力系数曲线,存在一个最小阻力系数。

在小迎角时,翼型的阻力主要是摩擦阻力,阻力系数随迎角变化不大;在迎角较大时,出现了粘性压差阻力的增量,阻力系数与迎角的二次方成正比。

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