空气动力学资料.ppt

流体力学发展概述（1800-）WalterTollmien(1900-1968)HermannSchlichting(1907-1982)流体力学发展概述（1800-）TheodorevonKármán(1881–1963)钱学森(1911-)连续介质假设流体的密度、压强和温度流体的模型化完全气体状态方程压缩性、粘性和传热性流体介质的物理特性分子平均自由程自由分子流/非连续流动低密度流动连续流动continnumflow(lL)连续介质假设0102030405连续介质假设密度Density压强Pressure温度Temperature速度Velocity流动相关的物理量流体的密度流体微团在连续介质的前提下流场中任取一点B其密度为dv微团体积dm微团质量流体的压强气体分子在碰撞或穿过取定的表面时，单位面积上所产生的法向力该点压强为dA微团面积元的大小dFdA一侧的法向力流体的温度气体温度T的热力学意义高温气体的分子和原子高速随机碰撞，而在低温气体中，分子随机运动相对缓慢些KE气体分子平均动能kBoltzmann常数流体的速度不同于刚体力学的概念流体在空间中某点B的速度就是流体微元通过点B时的速度01一般气体状态方程02完全气体03分子间作用力忽略不计04假设分子间仅存在完全弹性碰撞且只有在碰撞时才发生作用05微粒的实有总体积和气体所占空间相比忽略不计06完全气体状态方程：完全气体状态方程流体的压缩性压缩性体积弹性模量一定质量的气体，体积与密度成反比流体的粘性流体分子的不规则热运动质量和动量的交换牛顿粘性定律流体的粘性运动粘性系数kinematicviscosity适用于空气的萨特兰公式流体的粘性空气粘柱实验模型（卧式转盘）流体的粘性流体的热传导特性Fourier公式单位时间内通过单位面积所传递的热量与沿热流方向的温度梯度成正比导热系数Mach数可压缩性粘性热传导亚、跨、超、高超音速不可压、可压无粘、有粘绝热流动、等温流动流体流动的不同范畴0103050204理想流体无粘典型适用情况升力问题失效范围及原因理想流体模型密度无变化弹性模量极大热力学特性可单独考虑进一步的简化模型无粘可压流动无粘不可压位流其它流动不可压粘性流动不可压流体模型01不考虑热传导02导热系数为零绝热流动综合讨论粘性流动无粘流动可压流动不可压流动非绝热流动非绝热流动非定常流动定常流动作用于航空器上的气动力作用于航空器上的气动力翼型族翼型族作用于翼型上的气动力px0不同坐标系下的气动力升力与阻力轴向力与法向力问题：迎角何时为正？体轴系下的气动力问题：下翼面dN’与dA’如何表达？Figure1.11inAnderson’sFundamentalsofAerodynamics,3rdEd.体轴系下的气动力Figure1.12inAnderson’sFundamentalsofAerodynamics,3rdEd.,2001体轴系下的气动力矩Here作用在物面上的气动力与力矩是物面静压力与剪切应力的合成结果笛卡尔坐标系下的情况dsdxdyq问题：L’与D’如何表达？无量纲化动压气动力系数力矩系数Airbus,netW:280ton,560tontake-offW.Externalinternalflow速度、压强、温度、密度、剪切应力FullscalereplicaofWrights’FlyertestedintheNASAAmes40x80Full-ScaleAerodynamicFacility流体力学

FluidMechanics张震宇南京航空航天大学航空宇航学院第一部分简介空气动力学(Aerodynamics)课程类别：必修课面对航空类本科生的专业基础课程42学时预备知识1偏微分方程、微积分、矢量分析、场论2守恒律、热力学定律3基本原理4空气动力学、流体力学5无粘不可压流动6Bernoulli方程、位流理论、基本解、K-J定理7无粘可压流动8热力学定律、等熵流动、激波理论、高速管流9第一部分课程结构低速翼型理论01几何特点、K-J后缘条件、薄翼型理论02低速机翼气动特性03B-S定律、升力线（面）理论04亚音