空氣動力學是力學的一個分支，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)生的物理化學變化。以下是由學習啦小編整理關(guān)于空氣動力學基礎(chǔ)知識的內(nèi)容，希望大家喜歡!

　　空氣動力學的分類

　　通常所說的空氣動力學研究內(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，空氣動力學可分為低速空氣動力學和高速空氣動力學。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特性的變化。這種對應(yīng)于高速空氣動力學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，空氣動力學又可分為理想空氣動力學(或理想氣體動力學)和粘性空氣動力學。

　　除了上述分類以外，空氣動力學中還有一些邊緣性的分支學科。例如稀薄氣體動力學、高溫氣體動力學等。

　　空氣動力學的研究內(nèi)容

　　在低速空氣動力學中，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)空氣動力學主要研究在大氣邊界層中，風同各種結(jié)構(gòu)物和人類活動間的相互作用，以及大氣邊界層內(nèi)風的特性、風對建筑物的作用、風引起的質(zhì)量遷移、風對運輸車輛的作用和風能利用，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。

　　空氣動力學的研究方法

　　空氣動力學的研究，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：運動學方面，遵循質(zhì)量守恒定律;動力學方面，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;熱力學方面，遵循熱力學第一和第二定律;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。

　　它力學分支學科

　　靜力學、動力學、流體力學、分析力學、運動學、固體力學、材料力學、復(fù)合材料力學、流變學、結(jié)構(gòu)力學、彈性力學、塑性力學、爆炸力學、磁流體力學、空氣動力學、理性力學、物理力學、天體力學、生物力學、計算力學

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