流体力学在航空航天方面的应用.ppt
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1、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)(
2、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,
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