《低速空气动力特性》课件.pptVIP

*****************课程目标掌握基础知识学习各种流体力学基本定律和气动力学概念,为后续学习奠定基础。理解实验方法通过学习风洞实验等测量技术,了解气动力特性的实验测量过程。掌握分析技能学习数值模拟等气动力分析方法,为未来的设计优化奠定基础。气动力的基本概念气动力气动力是作用于物体表面的压力和切应力所产生的合力。它是由空气流动引起的，并决定了物体的运动特性。升力升力是气动力的一个重要分量,它支撑物体并使其能够飞行。升力大小由物体形状、迎角等因素决定。阻力阻力是气动力的另一个重要分量,它反对物体的运动方向。阻力大小决定了物体的飞行性能和燃油消耗。力矩力矩是作用在物体上的气动力引起的转动效应。力矩大小决定了物体的平衡和稳定性。流体力学基本定律1牛顿第一定律物体的运动状态只有在受到外力的作用下才能改变,物体的静止状态和匀速直线运动状态是等效的。2牛顿第二定律物体的加速度与作用在它上的力成正比,与物体质量成反比。力等于质量乘以加速度。3Bernoulli定律流体在移动时,压强高的地方流速低,压强低的地方流速高。这解释了气动力的产生机理。4质量守恒定律在一个封闭系统内,物质的总量是不变的,物质只能在系统内部转化,不能凭空产生或消失。流线型物体周围的流场流线型物体周围的流场是指当流体流经流线型物体时,流体会受到物体的影响而发生改变。这种流场变化可以通过流线分布、压力分布等物理量来描述。了解流线型物体周围的流场特性对于研究其气动力特性至关重要。流线型物体周围的流场通常会形成复杂的流动模式,如分离流、湍流边界层、渗流等。这些流动现象会对物体产生不同的气动力作用,影响其飞行性能。气动力发生的物理机理流体流动气动力的产生源于流体（如空气）在物体表面流动时产生的压力差。流体流动状态和边界条件的变化会直接影响气动力的大小和分布。边界层效应物体表面附近的边界层流动对气动力的产生和变化有重要影响。边界层分离、湍流转捩等行为会显著改变局部压力分布。运动相对效应物体相对流体的运动状态也是决定气动力的关键因素。物体的角度、速度和加速度等运动参数会导致压力分布的变化。流场干涉效应多个物体之间的流场干涉也会显著影响气动力的变化。翼身、机身-机翼等系统的相互作用非常重要。气动力系数的定义气动力系数气动力系数是描述物体受到的空气动力的无量纲参数。它能够反映物体形状和姿态对气动力的影响。无量纲化通过无量纲化,可以将实际的气动力换算为无量纲的系数,便于分析和比较不同物体的性能。主要气动力系数常见的主要气动力系数包括升力系数、阻力系数、力矩系数等,反映了物体在空气中受到的各种力和力矩。测量方法气动力系数通常通过风洞实验或数值模拟等方法进行测量和计算,以获取物体的详细气动特性。气动力系数的测量方法1风洞实验在风洞中测量物体表面的压力分布和力的变化,通过一系列计算得出气动力系数。这是最常见和可靠的测量方法。2飞行试验在真实飞行环境中测量飞行器的气动力特性,为气动设计提供真实可靠的数据。但需要专门的试验飞行器和仪器设备。3数值模拟利用计算流体力学(CFD)技术对物体周围的流场进行数值模拟,从而获得气动力系数。这种方法成本低廉,适用于初期的设计优化。气动力实验设备气动力实验需要专业的实验设备来进行测量和数据采集。常用的气动力实验设备包括风洞、压力测试仪、变位机构、数据采集系统等。这些设备可以准确测量物体在不同气流条件下的气动力和气动力矩,为气动设计提供关键数据支持。风洞实验1测量对象在风洞中对各种模型进行气动力测试2测量项目包括升力、阻力、力矩等气动特性3测量方法利用敏感的力传感器对模型施加的气动力进行测量风洞实验是研究气动特性的重要手段,可以在受控的环境下对各种气动模型进行详细的测试。通过测量模型受到的升力、阻力和力矩等,可以获得气动特性参数,为航空器设计提供重要依据。气动力实验的误差分析测量精度实验设备和仪器的测量精度对实验结果有直接影响，需要定期校准和维护。环境条件环境温度、湿度、气压等因素的变化会导致气流性质发生变化，需要严格控制实验环境。数据分析实验数据分析时需要考虑各种误差来源，采用合理的统计分析方法来评估实验结果的可靠性。低速气动力特性概述低速飞行气动特性低速飞行条件下,流动的复杂性增加,流场干扰和粘性效应更加显著。需要深入了解低速飞行气动特性,以确保飞行器在低速环境下的安全性和性能。机翼失速机翼在低速飞行下容易发生失速现象,使得气动力剧烈变化,需要精细分析失速特性并采取相应措施。气动布局优化针对低速飞行的特点,需要对机身、机翼、尾翼等进行专门的气动优化设