空气动力学绪论PPT课件

FUNDAMENTALSOFAERODYNAMICS空气动力学基础总学时64*课程简介本课程是空气动力学应用的基础，是从事飞行器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 重要的专业理论知识，课程主要内容是介绍流体力学和空气动力学的基础理论和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。要求先期基础知识：高等数学、计算方法大学物理、理论力学*课程章节内容及学时分配第0章绪论2学时第一章流体的基本属性和流体静力学6学时第二章流体运动学和动力学基础12学时第三章不可压缩无粘流体平面位流6学时第四章粘性流体动力学基础6学时第五章边界层理论及其近似6学时第六章可压缩高速流动基础 14学时第七章高超音速流动基础 4学时实验 6学时总复习 2学时*参考教材和资料： *钱翼稷，“空气动力学”，北京航空航天大学出版社，2004 * 陈再新，刘福长，鲍国华，“空气动力学”，航空工业出版社，1993 * 徐华舫，“空气动力学基础”，北京航空航天大学出版社，1987 * 杨岞生，俞守勤，“飞行器部件空气动力学”，航空工业出版社，1987 * JohnD.Anderson,Jr.,“FundamentalsofAerodynamics”，ThirdEdition,InternationalEdition.   MechanicalEngineeringSeries,NewYork:McGaw-Hill,2001*课程学习及考核要求：1、完成每一章的作业；2、完成两个实验；（1）流体力学基础实验（4学时）（2）附面层测量试验（2学时）3、保证上课（缺勤不超过3次）；4、通过考试。*第0章绪论******空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化的科学。换言之，空气动力学是一门所谓关于运动空气的科学。它是在流体力学的基础上，随着航空航天工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。什么是空气动力学*******阿基米德**最早对空气动力学的研究，可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。17世纪后期，荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力；1726年，牛顿应用力学原理和演绎方法得出：在空气中运动的物体所受的力，正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。0.3空气动力学的发展进程*18世纪是流体力学的创建阶段。伯努利(Bernoulli)在1738年发 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf “流体动力学”一书中,建立了不可压流体的压强、高度和速度之间的关系，即伯努利公式;欧拉(Euler)在1755年建立了理想不可压流体运动的基本方程组，奠定了连续介质力学的基础。达朗贝尔D'Alembert提出著名的达朗贝尔原理:“达朗贝尔疑题”就是他在1744年提出的。拉格朗日(Lagrange)改善了欧拉、达朗贝尔方法，并发展了流体动力学的解析方法。关于研究气流对物体的作用力，最早是牛顿(Newton)于1726年提出关于流体对斜板的作用力公式，他实际上是在撞击理论的基础上提出来的，没有考虑到流体的流动性.0.3空气动力学的发展进程*19世纪是流体动力学的基础理论全面发展的阶段。泊桑(Poisson)于1826年解决了第一个空间流动—关于绕球的无旋流动问题。拉昔拉斯(Laplace)于1827年提出著名的拉普拉斯方程.兰金(Rankine)指出理想不可压流体运动的位 函 关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函 数和流函数，分别满足拉普拉斯方程，并于1868年提出将直匀流动叠加到源(汇)、偶极子等流动上.以构成所谓奇点法。海姆霍兹(Helmholtz)创立了旋涡运动理论.0.3空气动力学的发展进程*纳维(Navier)从分子相互作用的某一假设出发，于1826年导出粘性流体运动方程。斯托克斯(Stokes)于1845年在另一国家也独立地导出了粘性流体运动方程.雷诺(Reynolds)在1876-1883年试验粘性流体在小直径圆管中的流动时，发现了流体运动的层流和紊流性质，1895年他导得了雷诺方程—平均N-S方程.空气-气体动力学是在流体动力学、热力学和声学发展的基础上发展的.空气-气体动力学的基本方程组出现在1850年前后.兰金于1870年、雨果纳(Hugoniot)于1887年分别建立了激波前后气流的压强、速度和温度之间的关系.0.3空气动力学的发展进程*航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的升力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度。这就要从理论和实践上研究飞行器与空气相对运动时作用力的产生及其规律。1894年，英国的兰彻斯特首先提出无限翼展机翼或翼型产生升力的环量理论，和有限翼展机翼产生升力的涡旋理论等。0.3空气动力学的发展进程*约在1901-1910年间，库塔和儒科夫斯基分别独立地提出了翼型的环量和升力理论，并给出升力理论的数学形式，建立了二维机翼理论。1904年，德国的普朗特发表了著名的低速流动的边界层理论。该理论指出在不同的流动区域中控制方程可有不同的简化形式。0.3空气动力学的发展进程*边界层理论极大地推进了空气动力学的发展。普朗特还把有限翼展的三维机翼理论系统化，给出它的数学结果，从而创立了有限翼展机翼的升力线理论。但它不能适用于失速、后掠和小展弦比的情况。1946年美国的琼期提出了小展弦比机翼理论，利用这一理论和边界层理论，可以足够精确地求出机冀上的压力分布和表面摩擦阻力。0.3空气动力学的发展进程*现代航空和喷气技术的迅速发展使飞行速度迅猛提高在高速运动的情况下，必须把流体力学和热力学这两门学科结合起来，才能正确认识和解决高速空气动力学中的问题。1887-1896年间，奥地利科学家马赫在研究弹丸运动扰动的传播时指出：在小于或大于声速的不同流动中，弹丸引起的扰动传播特征是根本不同的。  在高速流动中，流动速度与当地声速之比是一个重要的无量纲参数。1929年，德国空气动力学家阿克莱特首先把这个无量纲参数与马赫的名字联系起来，十年后，马赫数这个特征参数在气体动力学中广泛引用。   小扰动在超声速流中传播会叠加起来形成有限量的突跃—激波。在许多实际超声速流动中也存在着激波。气流通过激波流场，参量发生突跃，熵增加而总能量保持不变0.3空气动力学的发展进程*英国科学家兰金在1870年、法国科学家许贡纽在1887年分别独立地建立了气流通过激波所应满足的关系式，为超声速流场的数学处理提供了正确的边界条件。对于薄冀小扰动问题，阿克莱特在1925年提出了二维线化机冀理论，以后又相应地出现了三维机翼的线化理论。这些超声速流的线化理论圆满地解决了流动中小扰动的影响问题。0.3空气动力学的发展进程*在飞行速度或流动速度接近声速时，飞行器的气动性能发生急剧变化，阻力突增，升力骤降。飞行器的操纵性和稳定性极度恶化，这就是航空史上著名的声障。大推力发动机的出现冲过了声障，但并没有很好地解决复杂的跨声速流动问题。直至20世纪60年代以后，由于跨声速巡航飞行、机动飞行，以及发展高效率喷气发动机的要求，跨声速流动的研究更加受到重视，并有很大的发展。0.3空气动力学的发展进程*远程导弹和人造卫星的研制推动了高超声速空气动力学的发展。在50年代到60年代初，确立了高超声速无粘流理论和气动力的工程计算方法。60年代初，高超声速流动数值计算也有了迅速的发展。通过研究这些现象和规律，发展了高温气体动力学、高速边界层理论和非平衡流动理论等。  由于在高温条件下全引起飞行器表面材料的烧蚀和质量的引射，需要研究高温气体的多相流。空气动力学的发展出现了与多种学科相结合的特点。0.3空气动力学的发展进程*空气动力学发展的另一个重要方面是实验研究，包括风洞等各种实验设备的发展和实验理论、实验方法、测试技术的发展。世界上第一个风洞是英国的韦纳姆在1871年建成的。到今天适用于各种模拟条件、目的、用途和各种测量方式的风洞已有数十种之多，风洞实验的内容极为广泛。0.3空气动力学的发展进程*20世纪70年代以来，激光技术、电子技术和电子计算机的迅速发展，极大地提高了空气动力学的实验水平和计算水平，促进了对高度非线性问题和复杂结构的流动的研究。   除了上述由航空航天事业的发展推进空气动力学的发展之外，上世纪60年代以来，由于交通、运输、建筑、气象、环境保护和能源利用等多方面的发展，出现了工业空气动力学等分支学科。0.3空气动力学的发展*0.3* 按应用分类:飞行器空气动力学(AerodynamicsofAircraft)工业空气动力学(AerodynamicsofIndustry)按速度范围分类:低速空气动力学(LowAerodynamics)亚音速空气动力学(SubsonicAerodynamics)超音速空气动力学(supersonicAerodynamics)高超音速空气动力学(hypersonicAerodynamics)其它0.4空气动力学的分类* 按应用分类:飞行器空气动力学(AerodynamicsofAircraft)工业空气动力学(AerodynamicsofIndustry)按速度范围分类:低速空气动力学(LowAerodynamics)亚音速空气动力学(SubsonicAerodynamics)超音速空气动力学(supersonicAerodynamics)高超音速空气动力学(hypersonicAerodynamics)其它0.4空气动力学的分类*******