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空气动力学是力学的一个分支,研究飞行器或其他物体在同空气或其他气体作相对运动情况下的受力特性、气体的流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。
定义
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发展简史
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分类
通常所说的空气动力学研究内容是飞机,导弹等飞行器在各种飞行条件下流场中气体的速度、温度、压力和密度等参量的变化规律,飞行器所受的升力和阻力等空气动力及其变化规律,气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。
从这个意义上说,空气动力学可有两种分类法:
根据流体运动的速度范围或飞行器飞行速度分类
根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性分类
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主要用到得研究方法
空气动力学的研究,分理论和实验两个方面。理论和实验研究两者彼此密切结合,相辅相成。
理论研究所依据的一般原理有:运动学方面,遵循质量守恒定律;动力学方面,遵循牛顿第二定律;能量转换和传递方面,遵循能量守恒定律;热力学方面,遵循热力学第一和第二定律;介质属性方面,遵循相应的气体状态方程和粘性、导热性的变化规律等等。
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主要试验方法:风洞试验
风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。
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世界上公认的第一个风洞是英国人韦纳姆于1869~1871年建成,并测量了物体与空气相对运动时受到的阻力。它是一个两端开口的木箱,×,。
美国莱特兄弟在他们成功地进行世界上第一次动力飞行之前,于1900年建造了一个风洞,×,,气流速度40~。1901年莱特兄弟又建造了风速12米/秒的风洞,为他们的飞机进行有关的实验测试。
最大的低速风洞位于美国国家航空航天局艾姆斯中心
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①能比较准确地控制实验条件,如气流的速度、压力、温度等;②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便;
③实验项目和内容多种多样,实验结果的精确度较高;
④实验比较安全,而且效率高、成本低。
优点
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我国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞
1、中国空气动力发展与研究中心2、西南交通大学XNJD-3风洞3、吉林风洞实验室4、汕头大学风洞试验室5、北京交通大学风洞实验室
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