本課程是航空航天類院校本科飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的一門技術(shù)基礎(chǔ)課

1、本課程是航空航天類院校本科飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。為飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)學(xué)生的必修課。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握流體力學(xué)基本知識(shí)和空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念、基本理論，以及解決空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本方法和分析手段。本課程的內(nèi)容可分為兩大部分：低速空氣動(dòng)力學(xué)和可壓縮空氣動(dòng)力學(xué)，包括了空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念、低速流動(dòng)和可壓縮無(wú)粘流動(dòng)的基本原理、繞翼型和機(jī)翼的不可壓縮流動(dòng)的薄翼理論和有限翼理論、激波理論、翼型亞音速和超音速線化理論及應(yīng)用等。 二、本課程的主要內(nèi)容 第一章    空氣動(dòng)力學(xué)：一些引述概念 1空氣動(dòng)力學(xué)的重要性：歷史實(shí)例 2空氣動(dòng)力學(xué)：分類

2、和實(shí)際應(yīng)用目的 3一些基本空氣動(dòng)力學(xué)變量 4氣動(dòng)力和力矩、壓力中心 5量綱分析：Buckingham Pi 定理、流動(dòng)相似準(zhǔn)則 7流體靜力學(xué) 8流動(dòng)的類型 9應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)：氣動(dòng)力系數(shù)的大小和變化趨勢(shì)第二章    空氣動(dòng)力學(xué)：一些基本準(zhǔn)則和公式1矢量分析和場(chǎng)論復(fù)習(xí)2流體模型：控制體和流體微團(tuán)3連續(xù)方程、動(dòng)量方程、能量方程，動(dòng)量方程的應(yīng)用4用實(shí)質(zhì)導(dǎo)數(shù)表達(dá)的基本方程5流動(dòng)的跡線和流線6旋轉(zhuǎn)角速度、旋度、變形角速度，環(huán)量7流函數(shù)、勢(shì)函數(shù)，流函數(shù)勢(shì)函數(shù)的關(guān)系第三章    不可壓無(wú)粘流基礎(chǔ)1Bernoulli方程及其應(yīng)用2不可壓流中的速度邊界條

3、件3不可壓無(wú)旋流的控制方程：Laplace方程4基本流動(dòng)：均直流、源匯、偶極子和點(diǎn)渦，流動(dòng)疊加5繞圓柱有升力流動(dòng)6Kutta-Joukovski定理7面元法基本概念第四章    繞翼型的不可壓流1翼型的幾何描述術(shù)語(yǔ)、翼型的氣動(dòng)力特性2低速繞翼型流動(dòng)解的基本原則：渦面3庫(kù)塔條件4經(jīng)典薄翼理論：對(duì)稱翼型和有彎度翼型5渦板塊法第五章    繞有限翼展的不可壓無(wú)粘流1下洗和誘導(dǎo)阻力2渦線及Biot-Savart定理、Helmholtz定理3Prandtl經(jīng)典升力線理論第六章    三維不可壓流1三維點(diǎn)源2三維偶極

4、子3繞圓球不可壓流動(dòng)第七章    可壓縮流基礎(chǔ)1熱力學(xué)簡(jiǎn)要回顧2壓縮性的定義3無(wú)粘可壓縮流動(dòng)控制方程4駐點(diǎn)條件的定義5超音速流動(dòng)：激波第八章      正激波及相關(guān)問(wèn)題1  正激波基礎(chǔ)2  音速定義3  正激波特性計(jì)算4  可壓縮流動(dòng)的速度測(cè)量第九章    斜激波和膨脹波1  斜激波關(guān)系式2  繞楔和錐的超音速流動(dòng)3  激波干擾和反射4  鈍頭體前的脫體激波5  Prandtl-Mayer 膨脹波

5、6  波膨脹理論：在超音速翼型繞流中的應(yīng)用第十章    通過(guò)噴管、擴(kuò)壓器和風(fēng)洞的可壓縮流動(dòng)1  準(zhǔn)一維流動(dòng)的控制方程2  噴管流動(dòng)3  擴(kuò)壓器流動(dòng)4  超音速風(fēng)洞第十一章         翼型亞音速繞流線化理論1  速度勢(shì)方程2  線化速度勢(shì)方程3  Prandtl-Glauert 壓縮性修正4  改進(jìn)的壓縮性修正方法5  臨界馬赫數(shù)6  阻力發(fā)散馬赫數(shù)：音障7  面

6、積律8  超臨界翼型第十二章  線化超音速理論1  線化超音速流的壓強(qiáng)系數(shù)2  線化超音速理論在超音速翼型繞流中的應(yīng)用 三、課程的教學(xué)要求及輔助教學(xué)環(huán)節(jié)的說(shuō)明 本課程包括低速空氣動(dòng)力學(xué)和可壓縮空氣動(dòng)力學(xué)兩部分。為了打好扎實(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)，本課程側(cè)重于流體力學(xué)的基本理論和空氣動(dòng)力學(xué)的基本原理。對(duì)涉及空氣動(dòng)力學(xué)最基本的薄翼理論和有限翼理論進(jìn)行了較為詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析。學(xué)生通過(guò)各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）了解空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史、學(xué)科分類、應(yīng)用范圍；空氣動(dòng)力學(xué)基本參數(shù)、氣動(dòng)力、力矩和氣動(dòng)中心；量綱分析、相似準(zhǔn)則；流體靜力學(xué)。（2）熟悉流體運(yùn)動(dòng)所遵循

7、的基本物理準(zhǔn)則、掌握對(duì)物理準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的方法。（3）掌握不可壓對(duì)Bernoulli方程的推導(dǎo)及應(yīng)用、理解不可壓無(wú)粘流的疊加性原理并能熟練應(yīng)用、理解升力產(chǎn)生的機(jī)理。（4）熟悉薄翼理論中的幾個(gè)重要的近似處理、后緣庫(kù)塔條件、薄翼理論中的重要數(shù)學(xué)方法、了解面元法的基本概念。 （5）理解掌握升力線理論、熟悉橢圓機(jī)翼的氣動(dòng)特性。（6）理解并掌握可壓縮空氣動(dòng)力學(xué)的一些基本概念：絕熱可逆、等熵、馬赫波、激波、特征線、滯止值、音速、拉瓦爾噴管、小擾動(dòng)、臨界馬赫數(shù)、阻力發(fā)散馬赫數(shù)、超臨界翼型。（7）掌握可壓縮空氣動(dòng)力學(xué)的一些基本定律、方程際關(guān)系式：熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律，跨音速面積律、亞音速翼型相似律

8、、亞音速機(jī)翼相似律、等熵可壓縮流的Bernoulli方程、小擾動(dòng)速勢(shì)方程，用馬赫數(shù)表示的等熵流動(dòng)關(guān)系式，激波關(guān)系式、Prandtl-Mayer 膨脹波關(guān)系式等。（8）掌握可壓縮空氣動(dòng)力學(xué)的一些計(jì)算方法：滯止溫度、密度、壓強(qiáng)的計(jì)算、有關(guān)激波關(guān)系的計(jì)算、翼型和機(jī)翼空氣動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算、運(yùn)用超音速薄翼理論計(jì)算氣動(dòng)載荷等。 （9）本課程實(shí)施過(guò)程要求完成雷諾實(shí)驗(yàn)、文德利管實(shí)驗(yàn)、二維翼型測(cè)壓實(shí)驗(yàn)和三維機(jī)翼測(cè)力實(shí)驗(yàn)、激波和膨脹波觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。 四、學(xué)時(shí)分配   課堂授課： 第一章、空氣動(dòng)力學(xué)：一些引述概念 8學(xué)時(shí) 第二章、空氣動(dòng)力學(xué)：一些基本準(zhǔn)則和公式 12學(xué)時(shí) 第三章、不可壓無(wú)粘流基礎(chǔ) 12學(xué)時(shí) 第四章、繞翼型的不可壓流 10學(xué)時(shí) 第五章、繞有限翼展的不可壓無(wú)粘流 12學(xué)時(shí) 第六章、三維不可壓流 4學(xué)時(shí)   第七章、可壓縮流基礎(chǔ) 6學(xué)時(shí)   第八章、正激波及相關(guān)問(wèn)題 8學(xué)時(shí)   第九章、斜激波和膨脹波 8 學(xué)時(shí)   第十章、通過(guò)噴管、擴(kuò)壓器和風(fēng)洞的可壓縮流動(dòng) 8 學(xué)時(shí)   第十一章、翼型亞音速繞流線化理論 8 學(xué)時(shí)   第十二章、線化超音速理論 8 學(xué)時(shí) 教學(xué)實(shí)驗(yàn)： 雷諾實(shí)驗(yàn)、文德利管實(shí)驗(yàn)、沿程壓力損失實(shí)