空气动力学内容很多吗?

2025-04-29 05:34:20
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回答1:

空气动力学是力学的一个分支,研究飞行器或其他物体在同空气或其他气体作相对运动情况下的受力特性、气体的流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。
它力学分支学科:
静力学、动力学、流体力学、分析力学、运动学、固体力学、材料力学、复合材料力学、流变学、结构力学、弹性力学、塑性力学、爆炸力学、磁流体力学、空气动力学、理性力学、物理力学、天体力学、生物力学、计算力学
主要物理学分支:
物理学概览、力学、热学、光学、声学、电磁学、核物理学、固体物理学
主要研究内容:
在低速空气动力学中,介质密度变化很小,可视为常数,使用的基本理论是无粘二维和三维的位势流、翼型理论、升力线理论、升力面理论和低速边界层理论等;对于亚声速流动,无粘位势流动服从非线性椭圆型偏微分方程,研究这类流动的主要理论和近似方法有小扰动线化方法,普朗特-格劳厄脱法则、卡门-钱学森公式和速度图法,在粘性流动方面有可压缩边界层理论;对于超声速流动,无粘流动所服从的方程是非线性双曲型偏微分方程。
在超声速流动中,基本的研究内容是压缩波、膨胀波、激波、普朗特-迈耶尔流动(压缩波与膨胀波的基本关系模型及其函数模型)、锥型流,等等。主要的理论处理方法有超声速小扰动理论、特征线法和高速边界层理论等。跨声速无粘流动可分外流和内流两大部分,流动变化复杂,流动的控制方程为非线性混合型偏微分方程,从理论上求解困难较大。
高超声速流动的主要特点是高马赫数和大能量,这些特点是流动具有一般超音速流动所没有的流体动力特征和物理化学变化。在高超声速流动中,真实气体效应和激波与边界层相互干扰问题变得比较重要。高超声速流动分无粘流动和高超声速粘性流两大方面。
工业空气动力学主要研究在大气边界层中,风同各种结构物和人类活动间的相互作用,以及大气边界层内风的特性、风对建筑物的作用、风引起的质量迁移、风对运输车辆的作用和风能利用,以及低层大气的流动特性和各种颗粒物在大气中的扩散规律,特别是湍流扩散的规律,等等。

空气动力学的研究,分理论和实验两个方面。理论和实验研究两者彼此密切结合,相辅相成。理论研究所依据的一般原理有:运动学方面,遵循质量守恒定律;动力学方面,遵循牛顿第二定律;能量转换和传递方面,遵循能量守恒定律;热力学方面,遵循热力学第一和第二定律;介质属性方面,遵循相应的气体状态方程和粘性、导热性的变化规律等等。

回答2:

第一章    空气动力学:一些引述概念

 1.空气动力学的重要性:历史实例

 2.空气动力学:分类和实际应用目的

 3.一些基本空气动力学变量

 4.气动力和力矩、压力中心

 5.量纲分析:Buckingham  Pi 定理、流动相似准则

 7.流体静力学

 8.流动的类型

 9.应用空气动力学:气动力系数的大小和变化趋势

总体要求:了解空气动力学在航空航天领域的重要地位;了解空气动力学的学科分支和研究目的,掌握空气动力学研究的基本变量,熟练掌握空气动力学中升力、阻力、力矩和压心的定义及相应升力、阻力和力矩系数的计算方法,了解量纲分析及PI定理的内容,明确流动相似参数的含义,了解不同的流动分类方式,了解一些气动力系数的变化规律,知道一些简单流动气动力系数的量级。

第二章    空气动力学:一些基本准则和公式

1.矢量分析和场论复习

2.流体模型:控制体和流体微团

3.连续方程、动量方程、能量方程,动量方程的应用

4.用实质导数表达的基本方程

5.流动的迹线和流线

6.旋转角速度、旋度、变形角速度,环量

7.流函数、势函数,流函数势函数的关系

总体要求:建立流动控制体的概念,掌握连续方程、动量方程、能量方程的推导过程,了解控制方程的守恒形式和非守恒形式的概念,掌握迹线、流线、角速度、旋度、应变和环量等概念,理解和掌握流函数和速度势的概念。

第三章    不可压无粘流基础

1.Bernoulli方程及其应用

2.不可压流中的速度边界条件

3.不可压无旋流的控制方程:Laplace方程

4.基本流动:均直流、源汇、偶极子和点涡,流动叠加

5.绕圆柱有升力流动

6.Kutta-Joukovski定理

7.面元法基本概念

总体要求:了解伯努利方程的推导及其在文托利管、低速风洞和皮托管中的应用;掌握压强系数的概念,掌握无旋不可压流动的Laplace’s方程,建立流动边界条件的概念,熟悉点源、点汇、偶极子和点涡等基本流动,掌握库塔-茹科夫斯基定理,了解运用有限基本解和板块法数值计算无粘不可压流动的方法。了解真实的圆柱绕流特征随Re数变化的关系。

第四章    绕翼型的不可压流

1.翼型的几何描述术语、翼型的气动力特性

2.低速绕翼型流动解的基本原则:涡面

3.库塔条件

4.经典薄翼理论:对称翼型和有弯度翼型

5.涡板块法

总体要求:了解和掌握翼型的前缘、后缘、弯度、厚度、弦长等术语,了解翼型的主要气动特性,掌握涡板块法计算翼型绕流的方法,理解库塔条件、开尔文环量定理和起动涡等概念。掌握薄翼理论计算对称翼型和有弯度翼型气动特征的方法。了解涡板块方法的原理,了解翼型失速的概念和控制失速提高升力的主要办法。

第五章    绕有限翼展的不可压无粘流

1.下洗和诱导阻力

2.涡线及Biot-Savart定理、Helmholtz定理

3.Prandtl经典升力线理论

总体要求:掌握下洗和诱导阻力的概念,了解涡丝、Biot-Savart定理、Helmholtz涡定理、普朗特升力线理论和椭圆升力分布诱导阻力最小等概念。会用升力线理论进行机翼升力、阻力系数和力矩系数的计算,掌握展弦比的概念及对气动力的影响。了解升力面理论和三角翼的知识。

第六章    三维不可压流

1.三维点源

2.三维偶极子

3.绕圆球不可压流动

总体要求:理解和掌握三维点源和偶极子的概念,了解三维板块法的思想,了解真实圆球流动的主要特点。

第七章    可压缩流基础

1.热力学简要回顾

2.压缩性的定义

3.无粘可压缩流动控制方程

4.驻点条件的定义

5.超音速流动:激波

总体要求:理解和掌握理想气体、内能、焓、熵等概念,学会应用热力学第一、第二定律及等熵关系式,了解可压缩性的定义,掌握无粘可压缩流动的控制方程(Euler方程),知道可压流滞止条件(总温、总焓、总压)的定义,了解超音速流动中的激波现象。

第八章    正激波及相关问题

1.  正激波基础

2.  音速定义

3.  正激波特性计算

4.  可压缩流动的速度测量

总体要求:掌握正激波的概念及其方程,理解音速的概念和计算方法,熟悉无粘可压流情况下能量方程的特殊形式,了解气体流动压缩性为什么以马赫数0.3为分界点,学会运用正激波方程计算激波前后的流动参数,了解可压缩流动中速度的测量方法。

第九章    斜激波和膨胀波

1.  斜激波关系式

2.  绕楔和锥的超音速流动

3.  激波干扰和反射

4.  钝头体前的脱体激波

5.  Prandtl-Mayer 膨胀波

6.  波膨胀理论:在超音速翼型绕流中的应用

总体要求:了解激波形成的机理和马赫角的概念,熟练掌握斜激波关系式,熟悉绕尖劈和尖锥的超音速流动

回答3:

看上去很多,其实也是公式多