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空气动力学及应用

作者:188金宝搏的网址 发布时间:2020-09-17 00:53 点击数:

  空气动力学及应用_机械/仪表_工程科技_专业资料。空气动力学发展简史以及在科技生活中的应用实例

  空气动力学及应用 刘冬冬 1. 定义 2. 发展简史 3. 分类 4. 研究方法 5. 主要应用 定义 空气动力学是力学的一个分支,研究飞行器或 其他物体在同空气或其他气体作相对运动情况下的 受力特性、气体的流动规律和伴随发生的物理化学 变化。它是在流体力学的基础上,随着航空工业和 喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。 发展简史 牛顿应用力 学原理和演 绎方法是空 气动力学经 典理论的开 始 在材料学 和计算机 的迅速发 展下,空 气动力学 得到快速 进步 德国的普朗 特发表的边 界层理论极 大的推动了 空气动力学 的发展 在欧拉、伯努利和达 朗贝尔提出的一系列 理论下促进它的发展, 法国的纳维和英国的 斯托克斯提出的纳维 -斯托克斯方程使理 论得到进一步完善 马赫研究 高速运动 时发现了 空气扰动 特征,被 后人的线 化理论解 决 分类 通常所说的空气动力学研究内容是飞机,导弹等飞行 器在各种飞行条件下流场中气体的速度、温度、压力和密 度等参量的变化规律,飞行器所受的升力和阻力等空气动 力及其变化规律,气体介质或气体与飞行器之间所发生的 物理化学变化以及传热传质规律等。 从这个意义上说,空气动力学可有两种分类法: 根据流体运动的速度范围或飞行器飞行速度分类 根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性分类 流动中是否必须考 虑气体介质的粘性 理想空气动力学 粘性空气动力学 主要用到得研究方法 空气动力学的研究,分理论和实验两个方面。理论 和实验研究两者彼此密切结合,相辅相成。 理论研究所依据的一般原理有:运动学方面,遵循 质量守恒定律;动力学方面,遵循牛顿第二定律;能量 转换和传递方面,遵循能量守恒定律;热力学方面,遵 循热力学第一和第二定律;介质属性方面,遵循相应的 气体状态方程和粘性、导热性的变化规律等等。 主要试验方法:风洞试验 风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型, 研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行 器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方 法。 世界上公认的第一个风洞是英国人韦纳姆于1869~1871 年建成,并测量了物体与空气相对运动时受到的阻力。它是 一个两端开口的木箱,截面45.7厘米×45.7厘米,长3.05米。 美国莱特兄弟在他们成功地进行世界上第一次动力飞行 之前,于1900年建造了一个风洞,截面40.6厘米×40.6厘米, 长1.8米,气流速度40~56.3千米/小时。1901年莱特兄弟又 建造了风速12米/秒的风洞,为他们的飞机进行有关的实验 测试。 最大的低速风洞位于美国国家航空航天局艾姆斯中心 优点 ①能比较准确地控制实验条件,如气流的速度、压力、温度等; ②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪 器的安装、操作、使用比较方便; ③实验项目和内容多种多样,实验结果的精确度较高; ④实验比较安全,而且效率高、成本低。 我国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞 1、中国空气动力发展与研究中心 2、西南交通大学XNJD-3风洞 3、吉林风洞实验室 4、汕头大学风洞试验室 5、北京交通大学风洞实验室 谢谢大家


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