空气动力学基础60912课件.pptxVIP

?绪论?流体静力学基础?流体动力学基础?气体动力学基础?湍流基础目?实验空气动力学基础录contents

01绪论

课程简介0102030405课程名称：空气动力学基础60912学分：3学分适用专业：航空航天、课程性质：专业基础必修课授课内容：介绍空气动力学的基本概念、原理和应用，涵盖流体力学基础、流体运动方程、理想流体的流动、黏性流体的流动、翼型和机翼的空气动力学等方面。机械工程、力学等

课程目握空气动力学的基本原理和概念，了解流体力学的基本方程和定理。熟悉翼型和机翼的空气动力学特性，了解飞机、导弹等飞行器的气动设计和性能分析。培养学生的实验技能和数据处理能力，提高分析和解决问题的能力。掌握黏性流体的流动特性，了解湍流模型和数值模拟方法。

02流体静力学基础

流体静力学基本概念流体密度流体是气体和液体的总称，具有流动性和不可压缩性。流体的质量与所占体积的比值，表示流体的密集程度。压力速度流体作用于单位面积上的力，表示为压强。流体在单位时间内流过的距离，表示流体的流动速度。

流体静力学基本方程流体平衡方程010203表示流体在静止状态下受力平衡的方程，即合力为零。流体静压强分布方程表示流体静压力在空间中分布的方程。流体静压力与密度关系方程表示流体静压力与密度之间关系的方程。

流体静力学应用010203流体静压力测量流体静压力平衡流体静压力转换利用流体静压力原理测量液体的液位、压力等参数。利用流体静压力平衡原理，实现流体的稳定流动和液体的储存。利用流体静压力转换原理，实现不同压力级别之间的转换。

03流体动力学基础

流体动力学基本概念流体压力流体是气体和液体的总称，具有流动性和不可压缩性。流体作用于单位面积上的力，表示为压强。速度密度流体在单位时间内流过单位面积的量，表示为流速。流体的质量与体积的比值，表示为密度。

流体动力学基本方程牛顿第二定律伯努利方程流体运动遵循牛顿第二定律，即流体所受合力等于其质量乘以加速度。表示流体的压力、速度和密度之间的关系，即在不可压缩流体的稳定流动中，流体的动能和势能之和保持不变。动量方程连续性方程表示流体的动量守恒，即流入和流出控制体的动量流量相等。表示流体的质量守恒，即流入和流出控制体的质量流量相等。

流体动力学应用交通运输流体动力学在交通运输领域中也有着重要的应用，如汽车、船舶和高速列车的空气动力学设计和优化。航空航天流体动力学在航空航天领域中有着广泛的应用，如飞机、火箭和卫星的设计与优化。能源工程流体动力学在能源工程领域中同样有着广泛的应用，如风力发电、水力发电和火力发电中的流体动力学的应用。

04气体动力学基础

气体动力学基本概念气体流场气体是由大量分子组成的连续介质，具有流动性和可压缩流场是指气体流动的空间和区域。性。流线流速、流量和流阻流线是气体流动路径上的点的集合，表示气体流动的方向流速是指气体在单位时间内流动的距离，流量是指单位时间内流过某一截面的气体的体积或质量，流阻是指气体流动过程中受到的阻力。和速度。

气体动力学基本方程质量守恒方程表示单位时间内流过某一截面的气体的质量等于该截面处气体质量的减少率。动量守恒方程表示单位时间内流过某一截面的气体的动量等于该截面处气体动量的减少率。能量守恒方程表示单位时间内流过某一截面的气体的能量等于该截面处气体能量的减少率。

气体动力学应用飞机设计汽车设计航天器设计气体动力学在飞机设计中具有重要作用，如机翼设计、尾翼设计等。汽车的外形设计和内部空气流动管理都涉及到气体动力学的应用。航天器的设计和运行过程中，气体动力学发挥了重要作用，如火箭推进、卫星轨道等。

05湍流基础

湍流基本概念湍流定义湍流产生原因湍流是一种高度复杂的流动状态，其中流体的速度、压力和方向在空间和时间上都有随机变化。湍流通常由流体内部的各种非线性相互作用和外部扰动引起，如流体粘性、边界条件和重力等。湍流特性湍流具有不规则性、随机性和非线性等特性，使得对湍流的预测和控制变得非常困难。

湍流模型零方程模型123零方程模型是一种简化的湍流模型，它假设湍流统计性质在空间上是均匀的，不依赖于具体的空间坐标。一方程模型一方程模型引入了一个额外的方程来描述湍流中的某一特定变量，如湍动能或湍流耗散率。二方程模型二方程模型考虑了湍动能和湍流耗散率两个变量，能够更准确地描述湍流的复杂行为。

湍流模拟方法直接数值模拟直接数值模拟是直接求解Navier-Stokes方程来模拟湍流流动的方法，但计算成本非常高。大涡模拟大涡模拟只对湍流中的大尺度涡旋进行直接求解，而将小尺度涡旋通过模型进行模拟，可以降低计算成本。统计平均方法统计平均方法是对湍流进行统计平均来得到平均流动特性的方法，如时间平均、空间平均等。

06实验空气动力学基础

实验空气动力学基本概念流体力学研究流体