空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)什么是空氣動(dòng)力學(xué)
空氣動(dòng)力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下的受力特性、氣體的流動(dòng)規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
空氣動(dòng)力學(xué)的分類
通常所說的空氣動(dòng)力學(xué)研究內(nèi)容是飛機(jī)，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(dòng)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(gè)意義上講，空氣動(dòng)力學(xué)可有兩種分類法：
1)根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)的速度范圍或飛行器的飛行速度，空氣動(dòng)力學(xué)可分為低速空氣動(dòng)力學(xué)和高速空氣動(dòng)力學(xué)。通常大致以400千米/小時(shí)(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(dòng)力學(xué)中，氣體介質(zhì)可視為不可壓縮的，對(duì)應(yīng)的流動(dòng)稱為不可壓縮流動(dòng)。大于這個(gè)速度的流動(dòng)，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(duì)應(yīng)于高速空氣動(dòng)力學(xué)的流動(dòng)稱為可壓縮流動(dòng)。
2)根據(jù)流動(dòng)中是否必須考慮氣體介質(zhì)的粘性，空氣動(dòng)力學(xué)又可分為理想空氣動(dòng)力學(xué)(或理想氣體動(dòng)力學(xué))和粘性空氣動(dòng)力學(xué)。
除了上述分類以外，空氣動(dòng)力學(xué)中還有一些邊緣性的分支學(xué)科。例如稀薄氣體動(dòng)力學(xué)、高溫氣體動(dòng)力學(xué)等。
空氣動(dòng)力學(xué)的研究內(nèi)容
在低速空氣動(dòng)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(duì)于亞聲速流動(dòng)，無粘位勢流動(dòng)服從非線性橢圓型偏微分方程，研究這類流動(dòng)的主要理論和近似方法有小擾動(dòng)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(dòng)方面有可壓縮邊界層理論;對(duì)于超聲速流動(dòng)，無粘流動(dòng)所服從的方程是非線性雙曲型偏微分方程。
在超聲速流動(dòng)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(dòng)(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(dòng)理論、特征線法和高速邊界層理論等?？缏曀贌o粘流動(dòng)可分外流和內(nèi)流兩大部分，流動(dòng)變化復(fù)雜，流動(dòng)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(dòng)的主要特點(diǎn)是高馬赫數(shù)和大能量，這些特點(diǎn)是流動(dòng)具有一般超音速流動(dòng)所沒有的流體動(dòng)力特征和物理化學(xué)變化。在高超聲速流動(dòng)中，真實(shí)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(dòng)分無粘流動(dòng)和高超聲速粘性流兩大方面。
工業(yè)空氣動(dòng)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(dòng)間的相互作用，以及大氣邊界層內(nèi)風(fēng)的特性、風(fēng)對(duì)建筑物的作用、風(fēng)引起的質(zhì)量遷移、風(fēng)對(duì)運(yùn)輸車輛的作用和風(fēng)能利用，以及低層大氣的流動(dòng)特性和各種顆粒物在大氣中的擴(kuò)散規(guī)律，特別是湍流擴(kuò)散的規(guī)律，等等。
空氣動(dòng)力學(xué)的研究方法
空氣動(dòng)力學(xué)的研究，分理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面。理論和實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)學(xué)方面，遵循質(zhì)量守恒定律;動(dòng)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(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、分析力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、固體力學(xué)、材料力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、流變學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、爆炸力學(xué)、磁流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、理性力學(xué)、物理力學(xué)、天體力學(xué)、生物力學(xué)、計(jì)算力學(xué)
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