空氣動力學
賽車上多元素機翼的使用
在20世紀60年代和70年代初發生了幾起賽車在空中飛行的災難性事故。在某些情況下，來自附近競爭車輛的空氣動力學幹擾無疑是一個因素。然而，這些事故是一個可怕的提醒，如果空氣動力下壓力不足，賽車可能會發生什麼。現代大獎賽賽車產生巨大的空氣動力下壓力主要有兩個來源，即“地麵效應”和倒置的機翼。在目前的…
836 Gurney襟翼
丹·格尼不僅是一名出色的賽車手，他還因技術創新而聞名。他最被廣泛模仿的創新可能是現在已成為必須的做法:獲勝的司機將香檳從用力搖晃的瓶子中噴灑給他們的支持者。但他在空氣動力學中出名的是格尼襟翼。這是一個看似簡單的裝置，僅僅由一個固定在並垂直於機翼後緣的小板組成。可以看到它附著在……
837可移動襟翼人造鳥羽毛
這個概念如圖8.20所示。從表麵上看，它與格尼皮瓣．然而，操作方式卻大不相同。在任何情況下，對於正的高升力Gurney襟翼會附著在後緣指向下方。這裏的基本思想是，在大迎角時，當尾緣附近開始出現流動分離時，相應的反向流動導致活動襟翼升高。這就成為了進一步移民的障礙。
7133超聲速流動中的激波邊界層相互作用
就邊界層特性而言，亞音速和超聲速流動的主要區別之一是沿流動的壓力梯度相對於截麵麵積的變化是相反的符號。因此，在收斂的超聲速流動中，壓力上升，而在發散的流動中，壓力沿氣流方向下降(見第6.2節)。因此，在凸角處的壓力梯度是負的，邊界層一般會通過角而不需要…
85減少皮膚汙染
空氣動力學中有四種主要的阻力類型(見第1.5.5節)，即皮膚摩擦阻力、形式阻力、誘導阻力、波浪阻力。例如，參見J.P. Johnston和M. Nishi (1990)“Vorlex發生器噴射-用於流動分離控製的手段”，AlAA J.， 28(6)， 989-994參見最近的評論，由Greenblatt和Wygnanski(2000)在第8.4.2節中引用，gadl -el- hak(2000)在第8.4節開頭引用。和J.C. Magill和K.R. McManus(2001)…
87減少誘導阻力
這個主題的各個方麵已經在第5章中討論過了。這表明，根據經典機翼理論，誘導阻力隨機翼長寬比的增加而下降，ft還表明，對於給定的長寬比，橢圓形機翼(嚴格地說，是帶有橢圓形機翼載荷的機翼)的誘導阻力最低。在過去的25年裏，小翼已經發展成為一種設備，以減少誘導阻力而不增加展弦比。一個典型的例子是……
流過圓柱體和球體
上麵討論的邊界層的一些性質有助於解釋浸入均勻自由流中的圓柱體或球體在某些條件下的行為。到目前為止，討論僅限於合理流線型物體上的流動，在其後麵形成相對較薄的尾跡。在這種情況下，阻力主要是由於表麵摩擦，即邊界層底部的剪應力。在處理非流線型或虛張聲勢的問題時……
27應變旋轉流量和渦度
在這樣的情況下，動量方程(2.66)(或2.67)和連續性方程(2.46)(或2.47)即使在理論上也無法求解流速和壓力。在此之前，有必要通過本構方程將粘性應力與速度場聯係起來。空氣，以及所有其他均質氣體和液體，都可以用牛頓流體模型來近似。這意味著黏性應力與應變速率成正比。下麵我們考慮……
順從的牆壁人造海豚皮
普遍認為，一些海豚物種具有非凡的層流能力。當然，人類長期以來欣賞了這些艦隊生物的遊泳技巧。當灰色發表對海豚能量學分析時，對海豚流體動力學的科學興趣較小。眾所周度地接受了像瓶子鼻子海豚（Tursiops truncatus）這樣的物種可以保持高達9米的持續遊泳速度。灰色遵循常規的海洋練習......
飛機向下運動
5.2.3渦流中速度的變化為了確定渦核外的速度如何隨距中心的距離而變化，可以考慮空氣薄殼中的一個單元(圖5.12)。在這裏，流動條件隻取決於離中心的距離，並且在任何給定半徑的渦旋周圍都是恒定的。在徑向壓力梯度....的作用下，圓心對著86角的小單元繞圓心作穩定運動
幾何節距對螺杆性能的影響
考慮兩個隻有葉片螺旋角度不同的空氣螺釘，假設葉片截麵為半徑70，如圖9.5所示。圖9.5a的節距較細，而圖9.5b的節距較粗。當飛機處於靜止狀態時，例如在起飛運行開始時，相對於葉片截麵的空氣速度是旋轉速度2irnr和流入速度Vm的合成Vr。細螺距螺旋槳的葉片部分可以看到在…
有限翼論
無論一架飛機在速度耐力、載荷等方麵的運行要求如何，其最終運行的一個關鍵階段是低速飛行狀態，這必須在總體設計過程中加以考慮。事實上，低速飛行是經典的飛行模式，這意味著多年來從飛行和其他測試中積累了大量的經驗數據，並建立了一係列的理論和假設來解釋和擴展這些……
79年Laminarturbulent過渡
層流線性階段U --- *流動層流線性階段U --- *流程圖。7.28在平板上的邊界層中的過渡的示意圖，具有由諧波線源產生的幹擾。7.28過渡的示意圖平板上的邊界層，具有由諧波線源產生的幹擾圖。7.29平板邊界層中的層壓湍流過渡這是一個平麵圖一幅與牆平行的染料板向上遊噴出，流入水流中……
761層邊界層的近似速度曲線
如前一小節所解釋的，速度剖麵需要一個近似表達式，以便使用動量積分方程．通過使用(Ue) A + by + cf + df(7.60)形式的三次多項式可以得到一個合理準確的近似值，其中y y 6。為了計算係數a b c d需要四個條件，兩個在y 0，兩個在y 1。其中兩種條件是現成的，即在實際邊界層速度剖麵中-見…
過渡條件
通常假設用於邊界層計算從層流到湍流的過渡邊界層內瞬時發生。這顯然不完全正確，但對過渡過程的觀察確實表明過渡區域(流向距離)相當小，因此作為第一個近似，這個假設是合理的。在過渡點動量厚度的突變意味著d0dx是無限大的。簡化……
螺旋槳的渦流係統
一個空氣螺旋槳葉片是一種形式的提升機翼，並因此可能被替換為一個假設綁定渦．此外，每個葉片的葉尖都脫落了一個尾渦。由於隨著螺旋槳的前進和旋轉，尖端會呈現出螺旋形，所以尾渦本身就是螺旋形的。因此，可以認為用圖9.8所示的旋渦係統來代替雙葉螺旋槳。在潮濕的空氣中起飛的飛機的照片非常清楚地顯示出螺旋形……
841年Boundarylayer吸
這一基本原理在普朗特介紹邊界層概念的論文中得到了實驗證明。他指出，通過狹縫的吸力可以防止流體從氣缸表麵分離。基本原理如圖8.22所示。靠近分離點的低能量(“疲勞”)空氣層通過吸力槽被去除。*一個更完整的最近的帳戶是在M. gadel -el- hak(2000)流…
邊界層吸力控製層流
分布式抽吸以兩種主要的方式抑製層流湍流過渡。首先，它降低了邊界層厚度。從第7.9節召回，對於固定壓力梯度，必須在可能之前達到基於邊界層厚度的關鍵雷諾數。其次，它在邊界層內產生了更大的速度曲線，稍微類似於良好的壓力梯度的效果。這使邊界層更穩定......
0558 0674 0792 0913 0975 1037
線性插值得到的臨界馬赫數約為0.87。ob体育赛事值得注意的是，盡管機翼截麵在兩種情況下是相同的，但後掠機翼的臨界馬赫數要高得多。這主要是因為Vxn比F小得多。正是由於這個原因，飛機，如飛機，設計為巡航在高亞音速馬赫數不變後掠翼，以使波浪阻力降至最小。6.8.3超音速線性化理論(Ackeret’s…
其他分離控製方法
通過生成流動渦流的被動流量控製經常用於飛機和其他應用。描繪了一些通常使用的設備*查看最近的D. Greenblatt和I. Wygnanski（2000）的審查，通過定期激勵的流動分離，Prog，航空航天科學，36,487-545。seifert和l.g.包（1999）'高雷諾數分離的振蕩控製'，AIAA J.，37（9），1062-1071。在圖8.32中。圖8.32A顯示了一行......
853年肋條
減少湍流皮膚摩擦的適度有效的方法涉及以RIBLET形式的表麵改性。這些可能需要多種形式，但基本上由微小的流動脊和山穀組成。一種可能的配置在圖2中示出。8.36B。類似的三角形Riblet以3M公司的聚合物薄膜形式可用。RIBLET之間的最佳非尺寸始線間距在壁單元中（參見第7.10.5節）對應於......
7121二維物體阻力的動量積分表達式
考慮二維控製卷固定在空間(見圖7.48)的單位寬度,與兩個麵(飛機0和2)垂直於自由流,分別遠遠領先和落後身體,另外兩個在穩態流方向平行,分別位於遠高於和低於身體。對於尾流在下遊邊界處所含的任何流管(垂直高度Sy)，單位時間的質量流量為pu2Sy2，速度折減率為…
35計算麵板法
在第3.3.7節中，示出了如何通過源極和水槽的疊加和均勻流動產生橢圓形輪廓周圍的二維電位流動。還可以在Quancine Body上產生類似的三維流動 - 通過使用點源和水槽，參見上麵的3.4.4節。因此，可以證明某些機構周圍的潛在流動可以通過放置在...的內部中的源和下沉來建模。
參考書目
阿博特，I.H.和多恩霍夫，A.E.馮(1958)翼部理論(多佛出版社，阿克羅德，j.d.)。安德森，J.D. Jr.(2001)《空氣動力學的曆史》(劍橋大學出版社)安德森，J.D. Jr.(2001)《空氣動力學基礎》，第三版(McGraw-Hill)安德森，J.D. Jr.(1990)《現代可壓縮流的曆史視角》，第二版M.(1985)機翼和機身的空氣動力學…
842通過切向吹割控製
由於流動分離是由於緊靠壁麵的邊界層動能的完全損失造成的，另一種防止分離的方法是通過向“疲倦”的空氣中吹一個薄的、高速的射流來重新激活它。這種方法常用於尾緣襟翼(圖8.25)。為了得到合理的結果(a)正常的coanda流(b)射流分離圖8.26 coanda效應-射流繞圓柱源的流動
741年泡沫分離
在許多上表麵曲率較大的翼型上，當翼型在相當中等的入角時，弦長前部的高局部曲率可能會引發層流分離。在分離的邊界層中，與附著的邊界層相比，小擾動在低雷諾數時更容易增長。因此，分離的層流邊界層可以很好地過渡到湍流，並具有快速增厚的特征。這種快速…
7101雷諾平均和湍流應力
紊流是一種複雜的運動，基本上是三維的和高度不穩定的。圖7.34a描述了一個典型的流動變量，如速度或壓力，在湍流中一個固定的點上隨時間的變化。工程領域通常采用的方法，源自Reynolds*，是計算平均時間。因此，瞬時速度由表示時間平均值的()和()'表示波動(或偏離時間平均值)給出。嚴格的…
土木工程中的空氣動力學“，
圖8.4具有層狀屋頂的上翼表麵壓力分布圖。8.4上翼表麵壓力分布與層狀屋頂的另一隻手，在達到聲音條件之前，隻能允許適度的最大吸入壓力。因此，在這種情況下，壓力分布非常平坦。在圖4中示意性地示出了用於低飛行速度的這些思想的實際應用的示例。這顯示了Liebeck * aerofoil。這種翼型用作......
778混合邊界層在平板上流動，零壓力梯度
圖7.26顯示了用來表示所使用的各種物理尺寸的符號。在前緣，層流層開始發展，並隨著下遊距離的增加而增厚，直到雷諾數Ret Uxxt v左右發生向湍流過渡。在過渡階段，層流層的厚度從< 5l突然增加到湍流層的& rt，然後，後者繼續增長，就好像它是從表麵上的某個點開始的，遙遠的XJT前麵……
7131近正態激波與層流邊界層的相互作用
當接近正常的激波與層流邊界層相互作用時，似乎有三種一般的可能性。對於相對較弱的激波，即上遊馬赫數僅大於一個單位時，擴散壓力上升可能隻是導致激波前方邊界層逐漸增厚，沒有過渡和分離。逐漸增厚導致一組弱壓縮波在主激波之前發展(這些是產生超音速…
68翼在可壓縮流
在這一節中，考慮了各種形式的可壓縮流動方程，以預測機翼截麵在高次和超聲速流動中的行為。除描述性部分外，粘度的影響在很大程度上被忽略了。6.8.1跨音速流動，臨界馬赫數當氣流流過一個物體時，反之亦然，例如低入射時的對稱翼型截麵，靠近附麵層外表麵的局部空速較高或…
機翼理論的發展
第一個成功的機翼理論是由朱可夫斯基提出的。*這是基於一個非常優雅的數學概念-保角變換-利用複變量理論。任何二維勢流都可以用複變量的解析函數表示。朱可夫斯基理論背後的基本思想是在複(+ h)平麵上畫一個圓(注意這裏(不表示渦度))，並將其映射(或轉換)成機翼形狀的輪廓....
Twodimensional機翼理論
在這裏，將先前概述的基本流體力學應用於分析升力翼截麵的流動。ob体育赛事它被解釋為勢能流理論本身提供了很少的進一步的範圍來解決這個問題，除非修改來模擬真實流的某些影響。其結果是一個強大而基本的翼型理論，具有廣泛的應用前景。這是推導在一般形式和應用於許多離散的航空情況，包括襟翼和…
最大限度地提高單單元機翼的升力
本節討論如何選擇壓力分布的問題，特別是在上翼麵，以最大限度地提高升力。即使當一個完全滿意的答案是找到了這個相當困難的問題，它仍然需要確定適當的形狀機翼應該假定，以產生指定的壓力分布。這個過程的第二步是所謂的反問題機翼設計。這比…
832年,葉片的影響
同樣，下遊元件(如葉片)對直接上遊元件(如主翼)的影響也可以通過在後者的後緣附近放置一個渦來近似模擬。這種效果如圖8.12所示。這一次，靠近後緣的葉片(旋渦)在主機翼表麵誘導了一個速度，從而導致上、下表麵的速度上升。在上表麵的情況下這是有益的，因為它。
格勞厄茨積分型積分的一個解
在第4章和第5章中的O COS 0 COS中使用的是，通過輪廓集成來證明這一點，如下，可以證明這一點。在複雜平麵中，將功能相對於Z圓形的Z圓形，單位半徑圓形為中心。在該圓圈Z ELTF和因此Z2 - 2Z COS 0i + 1 7_LR TM - 2EIE COS + 1中，取消來自分子和分母的EIFL，將E'e COS 0 + I SIN放入並使用DE MOIVRE的定理，減少到*本節可以在第一讀中省略。這...
96火箭發動機
正如527頁所指出的，火箭發動機是目前航空領域對二類推進係統感興趣的唯一例子。由於它不能通過加速大氣空氣而起作用，因此它不能用弗勞德動量理論來處理。它在現有飛機中是獨一無二的發電廠在那裏它可以獨立於大氣中的空氣操作。這是（i）它可以在稀土氣氛中運行，或者惰性氣體的氣氛（ii）其最大速度不受限製
執行器盤懸停飛行
在穩定的懸停飛行中，迎麵而來的氣流的速度是零，而推力等於直升機的重量，忽略了任何向下的力，由旋翼下氣流作用在機身上，等等。如果重量為W，旋翼麵積A，並使用動量理論的正常符號，p為自v0以來的空氣密度。v是滑流速度，Vq是圓盤處的速度。一般動量理論表明…
925年活動的因素
活動因子是芯螺芯的電力吸收能力的量度，即最佳性能，必須準確地匹配發動機產生的電力。考慮以零正向速度在n處旋轉的直徑D的空氣，並且特別地考慮葉片的半徑為葉片，元素的弦是c。通常，空氣螺旋將產生推力，因此將有有限的流過盤。讓這種流入忽略，......
91弗勞德推進動量理論
這一理論適用於第一類推進係統。在第一類推進係統中，大氣對空氣做功，使空氣的能量增加。這種能量的增加被用來增加空氣的後向動量，其反應表現為發動機或空氣螺旋槳上的推力。該理論是基於理想的驅動器盤或純能源供應商的概念。這是一個極薄的S區圓盤，它對空氣沒有阻力。
螺旋槳和推進器
使用大氣空氣的推進係統包括螺旋槳、渦輪噴氣機、衝壓噴氣機、直升機和氣墊船。那些不受大氣層(如果有的話)影響的飛行器包括火箭發動機。在上述每一種情況下，推進力都是通過使工作氣體的動量向與推進力相反的方向增加而獲得的，在氣墊船的情況下，則借助於緩衝作用。將推進的簡單動量理論應用於空氣螺旋槳和…
833年offthesurface複蘇
如圖8.9和圖8.13所示，一個典型的多單元翼型，邊界層在狹縫逆壓梯度中發展，圖8.12的影響葉片(由渦模擬)速度分布在主翼圖8.12的影響葉片(由渦模擬)速度分布在主機翼後緣到達一個分不開的狀態,然後離開後緣形成之後。板條尾流繼續在…
831板條效應
為了定性地了解上遊元件(如板條)對直接下遊元件(如主翼)的影響，前者可以用旋渦來模擬。其效果如圖8.11所示。當一個人考慮的組件速度引起的漩渦的方向當地機翼外形的切線前緣附近的插圖(見圖8.11),可以看出,板條(漩渦)行為減少的速度沿著邊緣……
712從尾跡速度剖麵估算剖麵阻力
在浸入流體流動的物體的後緣，會存在來自兩側表麵的附麵層。這些邊界層將會合起來，以減速速度尾流的形式向下遊移動。速度分布隨下遊距離的變化而變化，尾跡截麵的尺寸隨著相對於自由流的平均速度缺陷大小的減小而增大。在下遊足夠遠的地方，流線將是平行的，靜態的…
7116克法一種典型的雙方程法
可能最廣泛使用的計算湍流的方法是k - e模型，它被整合到大多數商業CFD軟件中。它是由洛斯阿拉莫斯*和倫敦帝國理工學院獨立開發的。* Baldwin, B.S.和Lomax, H.(1978)分離湍流的薄層近似和代數模型。張仁論文78 - 257。*(2004)湍流能量衰減速率的計算。加州大學洛斯阿拉莫斯科學實驗室。眾議員la - 3854。*……
7102湍流邊界層方程
對於本文所考慮的應用，即二維邊界層(更一般地說，是二維剪切層)，隻有一個雷諾應力是顯著的，即雷諾剪切應力pwV。因此,對於二維紊流邊界層時均邊界層方程(由方程式7.7和7.14),可以書麵形式dudv _ dxdy _d _du dp df dxdy dxdy動蕩的主要困難是沒有確定雷諾應力的方法……
34軸對稱流過粘性和不可壓縮的流動
在笛卡爾坐標係中，速度分量的方向(x, y, z)在整個流場中是固定的。然而，對於柱坐標係統，隻有一個方向(z)在整個流場中是固定的，其他兩個方向(r和6)在整個流場中變化，取決於角坐標6的值。在這方麵，它與本章前麵介紹的極坐標有某種相似之處。速度分量q是。
210 Navier Stokes方程的精確解決方案
因此Eqn(2.93)意味著du dx 0,即你是一個函數的y。沒有外部壓力場,所以Eqn(2.92)減少集成Ci和C2是常數,分別u 0和Uj當y,所以Eqn(2.106)成為其中r是恒定的粘性剪切應力。該方法較好地擬合了內筒定速旋轉時同心圓間的流動，但其間隙比內筒的間隙小。
74邊界層分離
在正壓梯度中的邊界層的行為，即通過下遊的距離增加，可以參考圖4考慮。7.13。這顯示了具有漸變但穩定的凸曲率的表麵的長度，例如超出最大厚度的翼型的表麵。在這樣的流動區域中，由於主流流動的延遲，主流中的壓力將升高（Bernoulli的等式）。沿著正常的壓力變化......
724層流和湍流
邊界層流動的更近的實驗研究公開了，如管道中的流動，有兩個不同的製度可以存在層流和湍流。在層流中，流體層彼此平滑地滑動，並且相鄰層之間的流體質量幾乎沒有交換。因此，由於速度梯度而產生的剪切階層完全由於流體的粘度，即相鄰層之間的動量交換位於分子上......
64百分比流平麵正常衝擊波
我n the previous section the behaviour of gas when acting as a transmitter of waves of infinitesimal amplitude was considered and the waves were shown to travel at an (acoustic) speed of a s dpjdp relative to the gas, while the gas properties of pressure, density etc. varied in a continuous manner. If a disturbance of large amplitude, e.g. a rapid pressure rise, is set up there are almost immediate physical limitations to its continuous propagation. The accelerations of individual particles...
29 Navier Stokes方程的性質
乍一看，Navier-Stokes方程，尤其是三維方程Eqns(2.95)，可能顯得相當棘手。重要的是要記住，它們隻不過是牛頓第二運動定律在流體流動中的應用。例如，等式左邊(2.95a)表示單位體積動量x分量的總變化率。實際上，它經常被寫成，其中，Dt + Ud-x + Vd-y + Wd-z被稱為總導數或物質導數。它……
26動量方程
兩個或三維流量的動量方程體現了牛頓第二次運動（質量次加速力，或動量力的疣）在流體流動中的無限控製體積的應用（參見圖2.8）。它夷為界定偏微分方程的形式。物理上，它指出控製量內的動量增加的速率加上淨速率在控製卷中流出的淨速率等於作用於...的力
24兩模流動
隻考慮二維流。這種流動與兩個平行且相距不遠的平麵之間的流動是一樣的。然後，流體可以在平麵之間的任何方向流動，也可以平行於平麵，但不能與它們成直角。這意味著在隨後的數學中，隻有兩個空間變量，笛卡爾(或直角)坐標中的x和y，極坐標中的r和9。為了方便起見，假設流場的單位長度在z方向上垂直於x…
11單位及尺寸
任何一門科學的研究都必須包括測量和計算，這都是以一套公認的單位製為前提的，用這種單位製可以測量和表示數量。有一個係統已經被大多數科學和工程的分支所接受，特別是空氣動力學，在世界上大部分地區。這個係統就是國際單位製，通常縮寫為SI單位製，這本書中使用了它，除了在極少數地方，如特別注明的....