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1、《《《《飞行器空气动力学飞行器空气动力学飞行器空气动力学飞行器空气动力学》》》》上海交通大学航空航天学院第二章第二章空气动力学基础空气动力学基础目录�第一节引言�第二节空气动力学基本概念�第三节准一维流动及欧拉方程�第四节伯努利方程及其应用�第五节可压缩流动与激波�第六节粘性流体力学基础�第七节边界层概念、转捩和分离�第八节湍流基本理论2.12.1引言引言�机翼的升力产生机制：上下翼面压力差�问题：压力差产生原因？�Continuity(MassConservation)�Newton’s2ndlaw(Eu
2、lerorBernoulliEquation)2.12.1引言引言Whydoairfoilshavesuchashape?Howareliftanddragproduced?NACAairfoilperformancedataHowdowedesign?Whatislimitofbehavior?2.12.1引言引言Allmodernhigh-speedaircrafthavesweptwings:WHY?2.12.1引言引言SlatandFlaps?2.12.1引言引言Winglets?2.12.1引言引
3、言StreamlineandStreamTubeStreamlinesStagnationPoint2.12.1引言引言Compressiblevs.Incompressible–Compressible:flowinwhichdensityoffluidelementscanchangefrompointtopoint•Allrealflowsarecompressible•Importantforgases(rarelyimportantforliquids)•Mostimportantathighsp
4、eeds–Incompressible:flowinwhichdensityoffluidelementsisalwaysconstant•GeneralRuleofThumb:–Ifflowspeedislessthan100m/s,flowcanbeconsideredincompressible–IfflowislessthanMach0.3,flowcanbeconsideredincompressible•Machnumber:ratiooflocalvelocitytolocalspeedofs
5、ound2.12.1引言引言Frictionvs.No-Friction–Viscous:Flowswithfriction•Allrealflowsareviscous•Inviscidflowisausefulidealization•Byneglectingfrictionanalysisofflowisusuallysimplified–Inviscid:FlowswithnofrictionFlowveryclosetosurfaceofairfoilisinfluencedbyfrictiona
6、ndisviscous(boundarylayerflow)Stall(separation)isaviscousphenomenaFlowawayfromairfoilisnotinfluencedbyfrictionandiswhollyinviscid2.12.1引言引言BoundaryLayer1.B.L.eitherlaminarorturbulent2.AlllaminarB.L.→turbulentB.L.–SeparationcreatesanotherformofdragDramaticl
7、ossofliftandincreaseindrag2.22.2空气动力学基本概念空气动力学基本概念1.定常流动、非定常流动∂定常流动：B=B(x,y,z)=0∂t∂非定常流动：B=B(x,y,z;t)≠0∂t2.一维流动、二维流动和三维流动一维流动：流动参数是一个坐标的函数；二维流动→一维流动二维流动：流动参数是两个坐标的函数；三维流动：流动参数是三个坐标的函数。对于工程实际问题，在满足精度要求的情况下，将三维流动简化为二维、甚至一维流动，可以使得求解过程尽可能简化。三维流动→二维流动2.22.2空气动力
8、学基本概念空气动力学基本概念3.迹线和流线迹线————流体质点的运动轨迹线。属拉格朗日法的研究内容。r=x(a,b,c,t)i+y(a,b,c,t)j+z(a,b,c,t)k给定速度场v(x,y,z,t)，流体质点经过时间dt移动了距离dr，该质点的迹线微分方程为dr=vdtdxdydz===dtv(x,y,z,t)v(x,y,z,t)v(x,y,z,t)xyzt=t(a,b,c)起始时刻0时质点的坐标，积分得该
