空气动力学基础

空气动力学基础（教学重点）

 

绪论（1学时）

 

第一章  流体静力学（5学时）

1、掌握连续介质假设的概念、意义和条件；

2、了解掌握流体的基本物理属性，尤其是易流性、粘性、压缩性等属性的物理本质和数学表达；

3、掌握流体力学中作用力的分类和表达、静止流体中压强的定义及其特性；

4、初步掌握静止流体微团的力学分析方法，重点掌握流体平衡微分方程的表达及其物理意义；

5、在流体平衡微分方程的应用方面，掌握重力场静止液体中的压强分布规律，重点掌握标准大气问题。

 

第二章 流体运动学与动力学基础（12学时）

1、了解两种描述流场的方法的区别与特点，重点掌握欧拉法下加速度的表达和意义

2、掌握流体微团的几种变形和运动及其数学表达，掌握流体微团的运动分解与刚体运动的异同；

3、了解系统分析方法与控制体分析方法的区别与联系，了解雷诺输运方程的表达及意义；

4、空气动力学基本方程是本章重点，积分形式方程要掌握质量方程、动量方程和能量方程的表达和意义，并会用它们解决实际工程问题；微分形式方程要重点掌握连续方程、欧拉方程和能量方程的表达和意义；掌握微元控制体分析方法；掌握伯努利方程的表达、意义、条件和应用；

5、重点需要掌握的概念：流线、流量、散度、旋度、位函数、流函数、环量与涡的表达、意义及其相互之间的关系；

 

第3章  低速平面位流（6学时）

3．1  平面不可压位流的基本方程及其边界条件

二维流动

不可压无旋流动的基本方程是位函数满足的拉普拉斯方程

不穿透条件（可滑移条件）

拉普拉斯方程的叠加原理，速度也可叠加，压强不可叠加

流函数也满足拉普拉斯方程

3.2  几种简单的二维位流

各基本解的速度、位函数、流函数

直匀流

源，汇

偶极子，偶极子的形成，轴线，方向

点涡       点涡的环量

3．3  一些简单的迭加举例

直匀流加点源

压强系数

直匀流加偶极子

达朗培尔疑题

直匀流加偶极子加点涡

儒可夫斯基升力定理

了解二维对称物体绕流的数值解

 

粘性流体动力学基础（4学时）

流体粘性及其对流动的影响

（流体的粘滞性，粘性流体运动特点）

粘性流体的应力状态

（理想流体与粘性流体作用面的受力特点，粘性流体的应力状态）

广义牛顿内摩擦定理

粘性流体动力学方程N-S方程

粘性流体运动的基本性质（了解Re实验）

 

边界层理论及其近似（6学时）

边界层近似及其特征

平面不可压缩流体层流边界层方程

平板层流边界层相似解

边界层动量积分方程（应用例子）

边界层的分离现象

 

第6 章  高速可压流(12)

6.1  热力学基础知识（掌握）

热力学的物系；平衡过程和可逆过程

热力学一定律：内能和焓

热力学第二定律，熵

气体的状态方程完全气体等熵过程关系式

6.2  音速和马赫数（重点）

现象

微弱扰动传播过程与传播速度——音速

音速公式

马赫数

6.3  高速一维定常流（重点）

一维定常绝热流的能量方程www.

一维定常绝热流参数间的基本关系式

总温T0,,总焓,临界点 ,速度系数

使用驻点参考量的参数关系式www.

使用临界参考量的参数关系式

等熵管流的速度与截面积关系，拉瓦尔管

喷管的设计压强比， M（λ）及流量的计算

6.4  微弱扰动的传播区，马赫锥（重点）

马赫角

6.5     膨胀波（介绍）

壁面外折dδ

外折δ

诸参数的变化趋势

超音速流绕外钝角膨胀的计算

6·6  激波www.

正激波（重点）

正激波的形成，计算

弱激波可以看作等熵波

斜激波（介绍）

波前波后气流参数的关系

激波图线及应用

压强决定激波

圆锥激波（介绍）

收敛—扩张喷管在非设计状态下的工作（介绍）