08年空气动力学试题.pdf

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北京航空航天大学 2007~2008 第二学期空气动力学期末考试真题 (附答案) (问答题与计算题部分) 一、问答题 1.请结合图描述理想流体微团与粘性流体微团在运动和静止状态下 的受力差别。 答:(1)静止状态:理想流体与粘性流体均不能承受切向应力,法向 应力即为压强在各个方向上相等。 p x p y p z p n (2)运动状态:理想流体不能承受切向应力,流体微团受力情况与 静止状态下相同。粘性流体由于存在粘性,可以承受切向应力,而且 剪应力与压强无关,与角变形率成正比。 d du    dt dy d 2.请分别写出流体微团平动速度、旋转角速度、线变形速率和角变形 速率的表达式。 答:平动速度: u,v,w 1 w v  1 u w  1 v u  旋转角速度: x  =− ,y  =− ,z  =−  2  y z  2  z x  2 x y  u v w 线变形速率: x , y , z x y z 1 w v  1 u w  1 v u  角变形速率: x  =+ , y  =+ ,z  =+  2  y z  2  z x  2 x y  3.试分析产生压差阻力的原因。 答:粘性力阻滞流体质点运动,使流体质点减速失去动能,在一定的 逆压梯度下,来流与边界层发生分离,在分离点后出现低压区,大大 增加了绕流物体的阻力,这就是压差阻力。 4.请说明微弱扰动在亚声速流场和超声速流场中传播时的差别。 答:亚声速流场中微小扰动可遍及全流场,气流没有达到扰源之前已 经感受到它的扰动,逐渐改变流向和气流参数以适应扰源要求;而在 超声速流场中,小扰动不会传到扰源上游。 二、计算题 1.有不可压流体做定常运动,其速度场为:u cx,v −cy, w cxy 求:(1)线变形率、角变形率; (2)流场是否有旋; (3)是否有速度位函数存在,如果有请写出表达式。 u 解:(1)线变形率: x c x v  −c y y w  0

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