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空氣動力學的概念?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 14:56:55
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空氣動力學的概念?熱心網(wǎng)友:空氣動力學,是流體力學的一個分支,主要研究物體在空氣或其它氣體中運動時而產(chǎn)生各種力?! 】諝鈩恿W為流體力學在工程上的應用力學,特別討論在馬赫數(shù)大于0.

熱心網(wǎng)友:空氣動力學,是流體力學的一個分支,主要研究物體在空氣或其它氣體中運動時而產(chǎn)生各種力。  空氣動力學為流體力學在工程上的應用力學,特別討論在馬赫數(shù)大于0.3的流場情形。  空氣動力學因為討論的狀況接近真實流體,考慮了真實流體的黏滯性、可壓縮性、三維運動等特點,所以得到的計算方程式比較復雜,通常為非線性的偏微分方程式形式。這種方程在絕大多數(shù)的情況下都難以求得解析解的,加之早期計算技術還比較落后,所以當時大多是以實驗的方式來求得所需的數(shù)據(jù)?! ‰S著計算機技術的迅速發(fā)展,使用計算機進行大量數(shù)值運算來求解空氣動力學方程式成為可能。利用數(shù)值法以及計算流體力學方法,可以求出非線性偏微分方程的數(shù)值解,得到所需要的各種數(shù)據(jù),從而省去了大量的實驗成本。由于數(shù)學模型的不斷完善以及計算機計算能力的不斷提高,已經(jīng)可以采用電腦模擬流場的方式來取代部分空氣動力學實驗。  空氣動力學問題的求解依賴于氣體在三個方面的守恒:  質(zhì)量守恒:只有在氣體的速度高至必須考慮相對論效應時此定律才會失效。動量守恒:由牛頓第二定律推導可得。能量守恒:在不考慮粘性時,即機械能守恒;在必須考慮粘性的情況下,即機械能和熱能的守恒。

熱心網(wǎng)友:研究流動的空氣所表現(xiàn)出來的壓強、流速等力學規(guī)律和伴隨發(fā)生的密度、粘性等物理化學變化,以及對物體(如工程應用中的飛機、火車、汽車、大橋等)作用的力學性能的一門學科。非網(wǎng)絡復制。多年從事該研究的總結(jié),希望采納。謝謝!

熱心網(wǎng)友:空氣動力學是力學的一個分支,它主要研究物體在同氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體流動規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學變化。它是在流體力學的基礎上,隨著航空工業(yè)和噴氣推進技術的發(fā)展而成長起來的一個學科。 通常所說的空氣動力學研究內(nèi)容是飛機,導彈等飛行器在名種飛行條件下流場中氣體的速度、壓力和密度等參量的變化規(guī)律,飛行器所受的舉力和阻力等空氣動力及其變化規(guī)律,氣體介質(zhì)或氣體與飛行器之間所發(fā)生的物理化學變化以及傳熱傳質(zhì)規(guī)律等。從這個意義上講,空氣動力學可有兩種分類法: 首先,根據(jù)流體運動的速度范圍或飛行器的飛行速度,空氣動力學可分為低速空氣動力學和高速空氣動力學。通常大致以400千米/小時這一速度作為劃分的界線。在低速空氣動力學中,氣體介質(zhì)可視為不可壓縮的,對應的流動稱為不可壓縮流動。大于這個速度的流動,須考慮氣體的壓縮性影響和氣體熱力學特性的變化。這種對應于高速空氣動力學的流動稱為可壓縮流動。 其次,根據(jù)流動中是否必須考慮氣體介質(zhì)的粘性,空氣動力學又可分為理想空氣動力學(或理想氣體動力學)和粘性空氣動力學。 除了上述分類以外,空氣動力學中還有一些邊緣性的分支學科。例如稀薄氣體動力學、高溫氣體動力學等。 在低速空氣動力學中,介質(zhì)密度變化很小,可視為常數(shù),使用的基本理論是無粘二維和三維的位勢流、翼型理論、舉力線理論、舉力面理論和低速邊界層理論等;對于亞聲速流動,無粘位勢流動服從非線性橢圓型偏微分方程,研究這類流動的主要理論和近似方法有小擾動線化方法,普朗特-格勞厄脫法則、卡門-錢學森公式和速度圖法,在粘性流動方面有可壓縮邊界層理論;對于超聲速流動,無粘流動所服從的方程是非線性雙曲型偏微分方程。 在超聲速流動中,基本的研究內(nèi)容是壓縮波、膨脹波、激波、普朗特-邁耶爾流動、錐型流,等等。主要的理論處理方法有超聲速小擾動理論、特征線法和高速邊界層理論等??缏曀贌o粘流動可分外流和內(nèi)流兩大部分,流動變化復雜,流動的控制方程為非線性混合型偏微分方程,從理論上求解困難較大。 高超聲速流動的主要特點是高馬赫數(shù)和大能量,在高超聲速流動中,真實氣體效應和激波與邊界層相互干擾問題變得比較重要。高超聲速流動分無粘流動和高超聲速粘性流兩大方面。 工業(yè)空氣動力學主要研究在大氣邊界層中,風同各種結(jié)構(gòu)物和人類活動間的相互作用,以及大氣邊界層內(nèi)風的特性、風對建筑物的作用、風引起的質(zhì)量遷移、風對運輸車輛的作用和風能利用,以及低層大氣的流動特性和各種顆粒物在大氣中的擴散規(guī)律,特別是端流擴散的規(guī)律,等等。