流体力学在航空航天方面的应用.ppt

流体力学在航空航天方面的应用,211/05/19,能流动的物体叫流体,什么是流体？,气体：容易压缩,液体：几乎不能压缩,理想流体：,一种不可压缩、且无内摩擦力或粘滞性的流体,粘滞性可视为流体的内摩擦力，由于粘滞性的存在要使一层流体相对于另一层流体滑动，就需要力的作用液体和气体都有粘滞性。液体的粘滞性大于气体。,实验表明：粘滞力正比于速度梯度和面积。,帕斯卡原理：,封闭容器内的液体任一处所受的压力变化，可以传递至液体内部其它各处，且强度不变。,流体力学在航天方面应用：,思考：机翼的形状,（1是）平板形翼剖面，它相当于风筝的剖面，靠迎角产生升力；（2）是典型的鸟翼剖面，多用于早期的飞机上；（3）（6）为上拱下略平的翼剖面，气动力特别好升力大多用于亚音速飞机；,其他为翼剖面上下翼形对称，能做成薄形机翼，对超音速飞行有好处，多用于超音速飞机的机翼上。,当不可压缩的流体沿水平流管流动时，如果流管各处横截面不同，流体在面积小处加速，在面积大处减速，如河流中的水。速度的变化表明流体在水平方向受到合力的作用。,这表明：流管内不同两点的压力差不仅于这两点的高度有关，还于这两点的流速差有关。,这个问题由伯努利于1728年首先解决。在理想流体下其表达式为：,第一项表示单位重量的流体所具有的位势能；,第二项表示单位重量流体的压强势能；,第三项表示单位重量流体具有的动能。,位势能、压强势能之和保持不变即机械能是一常数，但三种能量之间可以相互转化。,理想不可压缩流体在重力作用下做定常流动时，沿同一流线(或微元束)上各点的单位重量所具有有的,伯努利方程可叙述为：,回到机翼形状：很容易理解伯努利方程。如图：,图一：上拱下略平，气动性好，升力大，多用于亚音速飞机,图二：上下翼对称，能做成薄形机翼，多用于超音速飞机,图二获得相同的升力受到的阻力小。,实际中，可根据形状流体的运动的影响设计符合要求的机翼形状。,超音速飞机，突破 音速时 产生的音障,总结：,理想流体,帕斯卡原理,伯努利方程,