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空气动力学总结（五篇模版）

第一篇：空气动力学总结班级：JS001105学号：2011300092姓名：程云鹤[注]西北工业大学/空气动力学/前六章的简单总结第一章空气动力学中的基本变量有：①压强，是作用在单位面积上的正压力，该力是由于气体分子在单位时间内对面发生冲击（或穿过该面）而发生的动量变化，plim②密度，定义为单位体积内的质量，密度具有点属性，limdF,dA0dAdm,dv0③温度，反应dv平均分子动能，在高速空气动力学中有重要作用。④速度，流动速度是指当一个非常小的流体微元通过空间某任意一点的速度。⑤粘性系数，dvdy空气动力及力矩的来源有两个：①物体表面的压力分布②物体表面的剪应力分布。气动力的描述有两种坐标系：风轴系和体轴系。力矩与所选的点有关系，抬头为正，低头为负。气动力系数是比空气动力及力矩更基本且反映本质的无量纲系数，在三维中的力系数与LL'二维中有差别，如：升力系数CL（3D），cl（2D）qSqc压力中心，作用翼剖面上的空气动力，可简化为作用于弦上某参考点的升力L,阻力D或法向力N，轴向力A及绕该点的力矩M。如果绕参考点的力矩为零，则该点称为压力中心，显然压力中心就是总空气动力的作用点。在等式中，等号左边和等号右边各项的的量纲应相同，某些物理变量可以用一些基本量（组合）来表达，据此有了量纲分析法。在教材上，通过量纲分析法引出了雷诺数Re和马赫数M，这两个参数被称作相似参数。自由来流的马赫数Re=Vc/=惯性力/黏性力，马赫数M=V/a，马赫数可以度量压缩性，飞行器飞行的速度越大，M就越大，飞行器前面的空气就压缩的越厉害，因此M可以作为判断空气受到压缩程度的指标。判断流动动力学相似的标准是：①物体的几何外形相似②相似参数相同，即马赫数和雷诺数。流动类型：当分子对物体表面的碰撞很频繁以致于物体不能分辨出单个分子碰撞，这时，对物体表面而言流体是连续介质，这样的流动成为连续流动。如果流动中没有摩擦、热传导或者扩散，那么这样的流动被称为无黏流动。密度是常数的流动称作不可压缩流动，密度变化的流动是可压缩流动。马赫数区域：如果流动中任意一点的马赫数都小于1，那么流动是亚音速的。既有M1的区域成为跨音速区域。如果流场中任意一点的马赫数都大于1，该流动是超音速的。当M足够大，以至于黏性相互作用和/或者化学反应在流动中占首要地位，这样的流动称为高超声速流动。大部分空气动力流动的理论分析都把远离物体的区域作为无黏流动来考虑，只将紧挨着物体表面的包含耗散效应的薄层区域作为黏性流动来考虑。紧挨物体的薄层黏性区域叫做边界层。第二章空气力系数在确定飞机性能和设计时是非常重要的工程指标。设计的目的是在获得必需的升力的同时产生尽可能小的阻力。数量场的梯度，p的梯度p定义为这样的一个矢量：①它的量值就是p在这个给定点单位空间长度上的变化率的最大值②它的方向就是p在这个给定点最大变化率的最方向。在笛卡尔坐标系中p=p(x,y,z),则ppppijkxyz矢量场的散度，固定质量的流体微元的单位体积的体积时间变化率等于速度矢量的散度，用V表示。在笛卡尔坐标系中V=V(x,y,z)=VxiVyjVzk,则有散度VVxVyVzxyz矢量场的旋度，是速度矢量V的旋度的一半，V的旋度表示为V，在笛卡尔坐标系中V=V(x,y,z)=VxiVyjVzk，则有iVxVxjyVykVzVyVxVzVyVxiyzjzxkxyzVz线积分，面积分和体积分之间的关系可应用于计算中（斯托克斯定理，散度定理和梯度定理），斯托克斯定理如下dsAds(A）cs描述流体的模型有：①有限控制体模型②无限小流体模型③分子模型速度散度的数学描述及物理含义：V1D(V)，该式表明速度矢量的散度在物VDt理上代表了一个运动的流体微元单位体积的体积时间变化率。流动的基本控制方程：①连续方程，把质量守恒的物理原理应用到固定于空间的有限体积控制体的最终结果。它是流体力学的最基本方程之一。②动量方程，在流场中，流体除了要满足质量守恒之外，还要满足动量守恒。也就是说流体的动量随时间的变化率与流体所受的体积力和表面力的和是相等的。把这个相等关系用数学关系式表示，即是动量方程。③能量守恒，能量守恒的数学表示形式就是能量方程。实质导数，D/Dt是表示当一个流体微元运动通过点1时它的密度的瞬时时间变化率的符号。按定义，这个符号叫做实质导数（或物质导数，随体导数），实质导数等于当地导数加上迁移导数。迹线，当微元A从点1开始向下游运动时，它的运动路径定义为微元的迹线