《安德森空气动力学》PPT课件

分析问题 设计试验
建立试验台
进行实验
分析结果
优点：可靠。 缺点：受尺寸、边界影响较大。成本高，周期长
§5：流体力学课程特点
概念多
掌握物理意义及其在流体力学中的应用
公式多
掌握来源、作用、适用范围、应用
系统性相对差 与工程实际比较接近 相对难度较大
§6：几点要求
答疑
主楼B805
考勤
缺课20％不得参加考试 作业、课堂练习计入考勤
§1：流体力学研究的对象、内容和意义 风能
§1：流体力学研究的对象、内容和意义
其他： 机械、冶金、化工、建筑、
农业、生物、医学、气象……
§2：流体力学的发展过程及分类
1. 19世纪以前（古典流体力学阶段）
研究管道、河道、航运中流体的运动规 律。
水力学 — “实验”科学
方法
古典流体力学 — 简单的数学模型
§3：与其他学科的关系
专业课
汽轮机原理、锅炉原理…
技术基础课
工程热力学、流体力学、传热学 工程力学（理论、材料）
基础课
高等数学、工程数学、物理学
§3：与其他学科的关系
与热力学、传热学关系
热力学：可能性（热力学第一定律） 方向性（热力学第二定律）
流体力学：方式、手段。是传热学的基础 传热学：方式、手段。
§2：流体力学的发展过程及分类 浮力定律 F＝rVg
阿基米德 古希腊人 公元前287-212
§2：流体力学的发展过程及分类
牛顿第二定律 F＝ma
牛顿 1642-1727
§2：流体力学的发展过程及分类
2、19世纪初 — 20世纪40－50年代
实验流体力学：实验→经验公式
方法

激波反射与干扰多种多样，在本节中我们给出如下几种常见 类型：
•马赫反射（Mach Reflection)
在给定偏转角θ的条件下，假设M1稍稍大于能在压缩拐角 处产生直的斜激波所需要的最小马赫数值，这时，在角点处 会存在一个直的入射斜激波。然而，我们知道通过激波马赫 数下降，即 M2<M1, 这一下降会使 M2小于使气流通过直的反 射激波偏转θ角度所需的最小马赫数。在这种情况下，我们由 斜激波理论可知没有直的反射激波存在。图9.17所示的常规反 射将不可能出现。实际发生的情形如图9.18所示，由角点发出 的直入射斜激波在上壁面附近弯曲，并在上壁面变成一正激 波。这个正激波保证了上壁面处的壁面边界条件。另外，由 正激波上分支出一个弯的反射激波向下游传播。如图9.18所示 的这种波型，称为马赫反射。
d M2 1dV
V
(9.32)
参照图9.23,将(9.32)式从偏角为零，马赫数为M1的区域1，积分 到偏角为θ，马赫数为M2的区域2：
d
M2
M21dV
0
V M 中1 英文日报导航站

(9.33)
将(9.39)式代入到（9.33)式，得到：
M2
M2 1 dM
反射波后的特性没有理论方法求解，可采用数值解法求解。 中英文日报导航站
马赫反射图示
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•右行、左行激波干扰 (Intescetion of right- and left-running shock waves) A:左行波 B:右行波
9.5 DTACHED SHOCK WAVE IN FRONT OF A BLUNT BODY 钝头体前的脱体激波
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Shock detachment distance ：w激ww.a波nyd脱aily.体com距离；Sonic line:音速线

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壹 流场的概念
（五）流管与流束
在流场中任意画一封闭曲线， 在该曲线上每一点做流线，由这些 流线所围成的管状曲面，称为：流 管
由于流管表面由流线所围成，而流线不能相交，因此流体不能穿出或穿入流管表面。在流体稳定流 动时流管就像一只真实的管子。
充满在流管内的流体，称为：流束。
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贰 目录
一、
流场的概念
（三）定常流动与非定常流动
根据运动参数随时间的变化，我们可以将流动分为定常流动与非定常流动。 如果流场中液体的运动参数不仅随位置不同而不同，而且随时间变化而变化，这样的流动称为非定常流动。 如果流场中流体的运动参数只随位置改变而与时间无关，这样的流动称为定常流动。
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壹 流场的概念
（四）流线
流线是流场中某一瞬间的一条空间曲线， 在该线上各点的流体质点所具有的速度 方向与曲线在该点切线方向重合。
需要指出的是，连续性定理只适应于低速 （流速V＜0.3Ma），即认为密度不变，不适于 亚音速，更不适合于超音速。
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（一） 体的压力和温度变化不大、气流速度远小于音速（如速度 v 0.3Ma )时。可以忽略气体的压缩性，这时即 流体 把气体看作为不可压缩的流体。
（二）
我们把流体所占据的空间称为流场。用以表示流体特性的物理量（称为流体的运动参数），如速
流场 度、温度、压强、密度等。所以，流场又是分布上述运动参数的场。
利用运动的转换原理，可以使我们对空气动力学的研究变得大为简化。
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叁 目录
第一章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流场的概念
第二章
运动的转换
第三章
连续性定理
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叁 连续性定理
F

① 理想流体，不考虑流体粘性的影响。 ② 不可压流体，不考虑流体密度的变化，Ma<0.4。 ③ 绝热流体，不考虑流体温度的变化，Ma<0.4。
第二章 第 5 页
空气动力学基础
相对气流方向
自然风方向
运动方向
第二章 第 6 页
●空气动力学基础
只要相对气流速度相同，飞机产生的空气动力就相同。
第二章 第 7 页
●空气动力学基础
直流式风洞
第二章 第 8 页
回流式风洞
●空气动力学基础
第二章 第 9 页
●空气动力学基础
第二章 第 10 页
空气动力学基础
迎角就是相对气流方向与翼弦之间的夹角。
第二章 第 11 页
●空气动力学基础
第二章 第 12 页
●空气动力学基础
平飞中，可以通过机头高低判断迎角大小。而其他飞 行状态中，则不可以采用这种判断方式。
第二章 第 21 页
空气动力学基础
流体流过流管时，在同一时间流过流管任意截面的 流体质量相等。
质量守恒定律是连续性定理的基础。
第二章 第 22 页
●空气动力学基 础
1
A1,v1
2 A2,v2
单位时间内流过截面1的流体体积为 v 1 A 1
单位时间内流过截面1的流体质量为1 v1 A1
同理，单位时间内流过截面2的流体质量为 2 v2 A2
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—总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为， 气流速度减小到零之点的静压。
第二章 第 27 页
●空气动力学基础 同一流线： 总压保持不变。 动压越大，静压越小。 流速为零的静压即为总压。
第二章 第 28 页
●空气动力学基础 同一流管： 截面积大，流速小，压力大。 截面积小，流速大，压力小。