空氣動(dòng)力學(xué)及應(yīng)用PPT課件

1、1.定義2.發(fā)展簡(jiǎn)史3.分類(lèi)4.研究方法5.主要應(yīng)用第1頁(yè)/共13頁(yè)空氣動(dòng)力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下的受力特性、氣體的流動(dòng)規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化。它是在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，隨著航空工業(yè)和噴氣推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展而成長(zhǎng)起來(lái)的一個(gè)學(xué)科。定義第2頁(yè)/共13頁(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史牛頓應(yīng)用力學(xué)原理和演繹方法是空氣動(dòng)力學(xué)經(jīng)典理論的開(kāi)始在歐拉、伯努利和達(dá)朗貝爾提出的一系列理論下促進(jìn)它的發(fā)展，法國(guó)的納維和英國(guó)的斯托克斯提出的納維-斯托克斯方程使理論得到進(jìn)一步完善德國(guó)的普朗特發(fā)表的邊界層理論極大的推動(dòng)了空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展馬赫研究高速運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了空氣擾動(dòng)特征，被后人的線化理論解決

2、在材料學(xué)和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展下，空氣動(dòng)力學(xué)得到快速進(jìn)步第3頁(yè)/共13頁(yè)分類(lèi)通常所說(shuō)的空氣動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容是飛機(jī)，導(dǎo)彈等飛行器在各種飛行條件下流場(chǎng)中氣體的速度、溫度、壓力和密度等參量的變化規(guī)律，飛行器所受的升力和阻力等空氣動(dòng)力及其變化規(guī)律，氣體介質(zhì)或氣體與飛行器之間所發(fā)生的物理化學(xué)變化以及傳熱傳質(zhì)規(guī)律等。從這個(gè)意義上說(shuō)，空氣動(dòng)力學(xué)可有兩種分類(lèi)法：根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)的速度范圍或飛行器飛行速度分類(lèi)根據(jù)流動(dòng)中是否必須考慮氣體介質(zhì)的粘性分類(lèi)第4頁(yè)/共13頁(yè)速度大小低速空氣動(dòng)力學(xué)高速空氣動(dòng)力學(xué)400km/h第5頁(yè)/共13頁(yè)流動(dòng)中是否必須考慮氣體介質(zhì)的粘性理想空氣動(dòng)力學(xué)粘性空氣動(dòng)力學(xué)第6頁(yè)/共13頁(yè)主要用到得研究方法

3、空氣動(dòng)力學(xué)的研究，分理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面。理論和實(shí)驗(yàn)研究?jī)烧弑舜嗣芮薪Y(jié)合，相輔相成。理論研究所依據(jù)的一般原理有：運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，遵循質(zhì)量守恒定律；動(dòng)力學(xué)方面，遵循牛頓第二定律；能量轉(zhuǎn)換和傳遞方面，遵循能量守恒定律；熱力學(xué)方面，遵循熱力學(xué)第一和第二定律；介質(zhì)屬性方面，遵循相應(yīng)的氣體狀態(tài)方程和粘性、導(dǎo)熱性的變化規(guī)律等等。第7頁(yè)/共13頁(yè)主要試驗(yàn)方法：風(fēng)洞試驗(yàn)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)指在風(fēng)洞中安置飛行器或其他物體模型，研究氣體流動(dòng)及其與模型的相互作用，以了解實(shí)際飛行器或其他物體的空氣動(dòng)力學(xué)特性的一種空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)方法。第8頁(yè)/共13頁(yè)世界上公認(rèn)的第一個(gè)風(fēng)洞是英國(guó)人韋納姆于18691871年建成，并測(cè)量了物體與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)

4、受到的阻力。它是一個(gè)兩端開(kāi)口的木箱，截面45.7厘米45.7厘米，長(zhǎng)3.05米。美國(guó)萊特兄弟在他們成功地進(jìn)行世界上第一次動(dòng)力飛行之前，于1900年建造了一個(gè)風(fēng)洞，截面40.6厘米40.6厘米，長(zhǎng)1.8米，氣流速度4056.3千米/小時(shí)。1901年萊特兄弟又建造了風(fēng)速12米/秒的風(fēng)洞，為他們的飛機(jī)進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。最大的低速風(fēng)洞位于美國(guó)國(guó)家航空航天局艾姆斯中心第9頁(yè)/共13頁(yè)能比較準(zhǔn)確地控制實(shí)驗(yàn)條件，如氣流的速度、壓力、溫度等；實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行,受氣候條件和時(shí)間的影響小,模型和測(cè)試儀器的安裝、操作、使用比較方便；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容多種多樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度較高；實(shí)驗(yàn)比較安全，而且效率高、成本低。優(yōu)點(diǎn)第10頁(yè)/共13頁(yè)我國(guó)已經(jīng)擁有低速、高速、超高速以及激波、電弧等風(fēng)洞 1、中國(guó)空氣動(dòng)力發(fā)展與研究中心2、西南交通大學(xué)XNJD-3風(fēng)洞3、吉林風(fēng)洞