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駐點空氣動力學(xué)概念在流體動力學(xué)中,駐點是流場中流體局部速度為零的點。伯努利方程表明,靜壓當(dāng)速度為零時最高,因此靜態(tài)壓力在駐點處于最大值:在這種情況下,靜態(tài)壓力等于停滯壓力。適用于不可壓縮流動的伯努利方程表明,滯流壓力等于動壓力加上靜壓力。總壓也等于動壓加靜壓,因此,在不可壓縮的流動中,滯壓等于總壓。(在可壓縮流中,如果進入停滯點的流體等熵靜止,則停滯壓力也等于總壓力。)定義:在流體動力學(xué)中,駐點是流場中流體局部速度為零的點。壓力系數(shù)該信息可用于顯示壓力系數(shù)在一個停滯點是統(tǒng)一(積極的):這里:是壓力系數(shù)p是駐點處所測的靜壓壓力系數(shù)是機身附近點的靜壓(自由流靜壓)是機身附近點的動壓(自由流動壓)滯流壓力減去自由流靜壓等于自由流動壓;因此在停滯點是+1??諝鈩恿W(xué)駐點是什么空氣動力學(xué)是力學(xué)的一個分支,研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體的流動規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化。它是在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上,隨著航空工業(yè)和噴氣推進技術(shù)的發(fā)展而成長起來的一個學(xué)科。
分類
通常所說的空氣動力學(xué)研究內(nèi)容是飛機,導(dǎo)彈等飛行器在各種飛行條件下流場中氣體的速度、溫度、壓力和密度等參量的變化規(guī)律,飛行器所受的升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(xué)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(xué)可有兩種分類法:
1)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(xué)可分為低速空氣動力學(xué)和高速空氣動力學(xué)。通常大致以400千米/小時(這一數(shù)值接近于地面1atm,288.15K下0.3Ma的值)這一速度作為劃分的界線。在低速空氣動力學(xué)中,氣體介質(zhì)可視為不可壓縮的,對應(yīng)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(xué)特性的變化。這種對應(yīng)于高速空氣動力學(xué)的流動稱為可壓縮流動。
2)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(xué)又可分為理想空氣動力學(xué)(或理想氣體動力學(xué))和粘性空氣動力學(xué)。
除了上述分類以外,空氣動力學(xué)中還有一些邊緣性的分支學(xué)科。例如稀薄氣體動力學(xué)、高溫氣體動力學(xué)等。
研究內(nèi)容
在低速空氣動力學(xué)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、升力線理論、升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(xué)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(壓縮波與膨脹波的基本關(guān)系模型及其函數(shù)模型)、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(fù)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,這些特點是流動具有一般超音速流動所沒有的流體動力特征和物理化學(xué)變化。在高超聲速流動中,真實氣體效應(yīng)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(xué)主要研究在大氣邊界層中,風(fēng)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(fēng)的特性、風(fēng)對建筑物的作用、風(fēng)引起的質(zhì)量遷移、風(fēng)對運輸車輛的作用和風(fēng)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,特別是湍流擴散的規(guī)律,等等。
研究方法
空氣動力學(xué)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(jié)合,相輔相成。理論研究所依據(jù)的一般原理有:運動學(xué)方面,遵循質(zhì)量守恒定律;動力學(xué)方面,遵循牛頓第二定律;能量轉(zhuǎn)換和傳遞方面,遵循能量守恒定律;熱力學(xué)方面,遵循熱力學(xué)第一和第二定律;介質(zhì)屬性方面,遵循相應(yīng)的氣體狀態(tài)方程和粘性、導(dǎo)熱性的變化規(guī)律等等。
它力學(xué)分支學(xué)科
靜力學(xué)、動力學(xué)、流體力
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