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空氣動力學特性分析與計算方法

發布時間:2023-07-07 15:43:52

❶ 對於空氣動力學你有哪些了解呢

空氣動力學是力學的一個分支。主要研究與氣體相對運動的物體的受力特性、氣體流動規律及其伴隨的物理化學變化。它是在流體力學基礎上,隨著航空工業和噴氣推進技術的發展而興起的一門學科。

空氣動力學發展的另一個重要方面是實驗研究,包括風洞等各種實驗設備的發展以及實驗理論、實驗方法和測試技術的發展。世界上第一座風洞於1871年在英國的韋爾姆建成。目前,有幾十種適合各種模擬條件、目的、用途和測量方法的風洞,風洞實驗的內容非常廣泛。20世紀70年代以來,激光技術、電子技術和電子計算機的飛速發展極大地提高了空氣動力學的實驗和計算水平,促進了對高度非線性問題和復雜結構流動的研究。

❷ 各位兄弟誰有空氣動力學的有關詳細資料,謝了!

空氣動力學
aerodynamics

研究空氣或其他氣體的運動規律,空氣或其他氣體與飛行器或其他物體發生相對運動時的相互作用和伴隨發生的物理化學變化的學科。流體力學的一個分支。它是在流體力學基礎上隨航空航天技術的發展而形成的一門學科。
研究內容 根據空氣與物體的相對速度是否小於約100米/秒(相應馬赫數約0.3) , 可分為低速空氣動力學和高速空氣動力學,前者主要研究不可壓縮流動,後者研究可壓縮流動。根據是否忽略粘性,可分為理想空氣動力學和粘性空氣動力學。作用於飛行器的升力、力矩問題,可主要通過理想空氣動力學求解。按流場邊界不同,氣流有外流和內流之分。外流指一般飛行器繞流和鈍體繞流,內流主要指管道、進氣道、發動機內的流動。專門研究鈍體繞流的稱鈍體空氣動力學;專門研究內流的稱內流空氣動力學。自20世紀60年代以後,空氣動力學逐漸向非航空航天的一般工業與經濟領域擴展和滲透,形成了工業空氣動力學。此外還有一些邊緣性分支學科,如稀薄氣體動力學、高溫氣體動力學和宇宙氣體動力學等(見氣體動力學)。
①鈍體空氣動力學。研究鈍形物體的繞流問題。鈍體常具有鈍頭、鈍尾或帶稜角的形狀,如橋梁、塔架、採油平台、大型冷卻塔、高層建築、火車、汽車等。當風吹過這些物體或物體在空氣中運動時便產生鈍體繞流現象。流線型飛機在大迎角飛行時,也屬鈍體繞流范疇。鈍體繞流通常伴有復雜的分離和旋渦運動,有時還會產生流致振動(即物體或結構被流動激發的振動)。這是由於分離渦從物面周期性發放時,物體受到周期變化的流體動力作用而發生的受迫振動,甚至導致共振或變形發散,使結構破壞。1940年美國塔科馬懸索橋在自然風作用下發生強烈振動而斷裂就是一例。為此,在建築設計中必須考慮結構的固有頻率,還要進行風洞實驗 。常採取的措施有減小跨度,增加剛度,改善外形等,或設置動力阻尼器。
②內流空氣動力學。主要研究各種管道(如噴管、擴壓管等)內部空氣或其他氣體的流動規律及其與邊界的相互作用;有時還包括管道內葉輪機(如壓氣機、渦輪等)中的流動問題。管道中的流動一般可按一維流動處理。中國學者吳仲華於20世紀50年代初創立了葉輪機械三元流動理論。內流空氣動力學的研究方法與一般空氣動力學並無明顯的不同。
③工業空氣動力學。主要研究大氣邊界層(受地面摩擦阻力影響的大氣層區域)內風與人類活動、社會和自然環境相互作用的規律。很多情況下,也稱為風工程。主要內容包括:大氣邊界層內的風特性,如速度分布、湍流分布等;風對建築物或構築物的作用,以及對果園、樹林等的風害及其防治;建築物或群體所誘致的局部風環境;風引起的質量遷移,如氣態污染物的排放、擴散和彌散規律;交通車輛(如汽車、火車)的氣動特性及減阻措施等;風能利用;風對社會、經濟的其他影響等。主要通過現場實測和實驗室模擬進行研究。為此建造了專用的大氣邊界層風洞和密度分層的水槽等設備。
研究方法 主要有理論和實驗兩個方面。
①理論研究遵循的一般原理是流動的基本定律,如質量守恆定律、動量守恆定律、能量守恆定律、熱力學定律以及介質的物理屬性和狀態方程等。但在不同速度范圍、流動特徵,上述基本定律的表現形式(即控制方程)、求解的理論和方法有很大差異。在低速不可壓縮流范圍,求解的基本理論有理想無粘流的基本解法、升力線和升力面理論、保角轉繪理論、低速邊界層理論等。在亞聲速流動范圍,理想無旋流方程屬非線性橢圓型偏微分方程,主要求解方法有小擾動線化理論、亞聲速相似律(如普朗特-格勞厄脫法則、卡門-錢學森公式等)、速度面法等。在超聲速流動范圍,方程屬非線性雙曲型偏微分方程,主要理論處理方法有小擾動線化理論、相似律、特徵線法等。在跨聲速流動范圍,流動比較復雜,方程屬非線性混合型偏微分方程,求解難度很大,主要用數值求解方法,有時也可用相似律等。在高超聲速流動范圍,流動中出現很多物理化學變化如燒蝕、傳熱傳質等 ,而且必須考慮氣體真實效應和激波- 邊界層干擾( 物面附近的激波同邊界層之間的相互影響)。
②實驗研究是以相似理論為指導,在實驗設備(主要是風洞)中模擬真實飛行而求解流動問題。計算機的應用和發展,使空氣動力學有了深刻而巨大的進展。
在理論研究方面,通過數值計算直接求解基本方程,逐漸形成了計算空氣動力學。在實驗方面,提高了實驗的自動化、高效率和高精度水平。理論研究、實驗研究、數值計算3方面的緊密結合 ,已成為現代空氣動力學的主要特徵 。空氣動力學作為一門基礎學科,對航空航天技術的發展起著重要作用,對一般工業如建築、交通、能源、環境保護等技術的發展也起著日益顯著的作用。

❸ 空氣動力學的流量是怎麼計算的,公式是什麼

Q=ρ*V*S,ρ為流體密度,V為流體速度,S為流管截面積。

❹ 空氣動力學有沒有方程怎麼進行空氣動力學計算

大氣內飛行器中的空氣動力學研究方向為升力與阻力,兩者都有公式。
升力:Y= 1升力:Y=1/2 CyρV²S
ρ—空氣密度
S—機翼面積
Cy—升力系數
V—氣流速度
但是翼型不同,公式也不樣同.Cy與機翼形狀有關,可參考《飛機構造》

❺ 汽車上的空氣動力學原理

穩定性:取決於它的阻力系數。車輛在行駛當時有些氣流從車底穿過,而這氣流的密度大於從車頂飄過的氣流時車輛伴有「發飄」或難以控制,此時有側風從車旁吹過,也較易引發車身「偏移」現象,如果車輛質量大、輪胎抓地力強的話則偏移的現象就會減輕,同時耗油增加。所以車輛的阻力系數太大不是件好事。通常車底的氣流密度一般要大於車輛上方的,讓車輛有一定的穩定性或平衡性。

❻ 空氣動力學的研究方法

空氣動力學的研究,分理論和實驗兩個方面。理論和實驗研究兩者彼此密切結合,相輔相成。理論研究所依據的一般原理有:運動學方面,遵循質量守恆定律;動力學方面,遵循牛頓第二定律;能量轉換和傳遞方面,遵循能量守恆定律;熱力學方面,遵循熱力學第一和第二定律;介質屬性方面,遵循相應的氣體狀態方程和粘性、導熱性的變化規律等等。
它力學分支學科
靜力學、動力學、流體力學、分析力學、運動學、固體力學、材料力學、復合材料力學、流變學、結構力學、彈性力學、塑性力學、爆炸力學、磁流體力學、空氣動力學、理性力學、物理力學、天體力學、生物力學、計算力學

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