空气动力学课后答案
【篇一：空气动力学复习题】
txt>第一章低速气流特性
1．何谓连续介质？为什么要作这样的假设？
2．何谓流场？举例说明定常流动与非定常流动有什么区别。流场——流体所占居的空间。
定常流动——流体状态参数不随时间变化；
非定常流动——流体状态参数随时间变化；
3．何谓流管、流谱、流线谱？低速气流中，二维流谱有些什么特点？
流线谱——由许多流线及涡流组成的反映流体流动全貌的图形。流线——某一瞬间，凡处于该曲线上的流体微团的速度方向都与该曲
线相应点的切线相重合。
流管——通过流场中任一闭合曲线上各点作流线，由这些流线所围
成的管子。
二维流谱——1.在低速气流中，流谱形状由两个因素决定：物体剖
面形状，
物体在气流中的位置关系。
2.流线的间距小，流管细，气流受阻的地方流管变粗。
3.涡流大小决定于剖面形状和物体在气流中的关系位置。
4．写出不可压缩流体和可压缩流体一维定常流动的连续方程，这
两个方程有什么不同？有什么联系？
方程可变为：
va=c（常数）
气流速度与流管切面积成反比例。
方程可变为：
适用于理想流体和粘性流体
5．说明气体伯努利方程的物理意义和使用条件。
方程表达式: p?1?v2??gh?常量 2
1?v2?p0?常量2高度变化不大时，可略去重力影响，上式变为：p?即:
静压+动压=全压 (p0相当于v=0时的静压)
方程物理意义:
空气在低速一维定常流动中，同一流管的各个截面上，静压与动压
之和（全压）都相等。由此可知，在同一流管中，流速快的地方，
压力（p）小；流速慢的地方，压力（p）大。
方程应用条件
1.气流是连续的、稳定的气流（一维定常流）；
2.在流动中空气与外界没有能量交换；
3.空气在流动中与接触物体没有摩擦或
摩擦很小，可以忽略不计（理想流体）；
4.空气密度随流速的变化可忽略不计
（不可压流）。
图1-7 一翼剖面流谱
p1+?v12=p2+?v22=p3+?v32
v1a1=v2a2=v3a3
v2=200米/秒
p2=-3273675帕斯卡
v3=83米/秒
p3=445075帕斯卡
7.何谓空气的粘性？空气为什么具有粘性？
空气粘性——空气内部发生相对运动时，相邻两个运动速度不同的
空气层相互牵扯的特性。
其原因是：空气分子的不规则运动所引起的动量交换。 13121212
8．写出牛顿粘性力公式，分析各因素对粘性力是怎样影响的？
牛顿粘性力公式为:f??
s面积，dvs dydv在y方向的速度梯度变化，?粘性系数 dy
9．低速附面层是怎样产生的？分析其特性。
空气流过物体时，由粘性作用，在紧贴物体表面的地方，就产生了
流速沿物面法线方向逐渐增大的薄层空气。这薄层空气称为附面层。沿物面各点的法线上，速度达到主流速度的99%处，为附面层边界。附面层的性质
1. 空气沿物面流过的路程越远，附面层越厚；
2.附面层内沿物面法线方向各点的压力不变,且等于主流的压力。
层流附面层——分层流动，互不混淆，无上下
乱动现象，厚度较小，速度梯
度小；
紊流附面层——各层强烈混合，上下乱动明显，
厚度较大，速度梯度大。
转捩点——层流附面层与紊流附面层之间的一
个过渡区，可看成一个点。
10．顺压梯度和逆压梯度是如何形成的？分别如何影响主流和附面
层
气流的？
图1-5 翼型表面主流的压力变化
图1-6附面层的分离
e点——最低压力点
?p?0 ?x
?p?0 ?xe点之前——顺压梯度
?p?0 ?x
由机翼表面摩擦力而使气流速度增量减小，从而产生速度顺压梯度
变化。机翼表面摩擦力进一步增大，产生逆压，致使气流反向流动，从而产生速度逆压梯度变化。 e点之后——逆压梯度
11．什么叫气流分离？气流分离的根本原因是什么？
在逆压梯度段，附面层底层的空气受到摩擦和逆压的双重作用，速
度减小很快，至s点速度减小为零，(?vy)y?0?0附面层底层的空气
在逆压的继续作用下，开始倒流，倒流而上与顺流而下的空气相遇，使附面层拱起，形成分离（s点为分离点）。
第二章飞机的低速空气动力特性
1. 常用的飞机翼型有哪几种？说明弦长、相对弯度、最大弯度位置、相对厚度、最大厚度位置、前缘半径和后缘角的定义？翼型几何参数：
1.弦长（b）
翼型上下表面内切圆圆心的光滑连线称为中线。中弧线的前端
点，称为前缘；后端点，称为后缘。前缘与后缘的连线叫翼弦，其
长度叫弦长或几何弦长。
2.相对弯度（）
翼型中弧线与翼弦之间的距离叫弧高或弯度(f)。最大弧高与弦长的
比
值，叫相对弯度。
相对弯度的大小表示翼型的不对称程度。
3.最大弯度位置(f)
4.相对厚度（）
上下翼面在垂直于翼弦方向的距离叫翼型厚度(ｃ)。
翼型最大厚度与弦长的比值，叫翼型的相对厚度。
【篇二：空气动力学复习题】
t>1．粘度系数是衡量流体粘性的指标，不同的流体具有不同的粘度
系数，一般液体的粘度系数随温度的升高而_______，气体的粘度系数随温度的升高而________。
2．音速大小用公式表示是什么？物理意义是什么？
3．在同一介质中，音速的大小随介质温度的升高而_______。
4．什么叫做相对湿度？湿度对飞机起飞有什么影响？
5．根据大气的物理性质，大气从地表向上依次分为5层：_______、_______、_______、_______、_______，普通客机飞行在
_______层。
6．完全气体的状态方程为：_________。
7．大气温度随高度的变化关系是什么？
8．大气中短时间强烈对流产生的扰动称为阵风，阵风分为水平阵风
和垂直阵风，哪一种阵风对飞机飞行的影响比较大？如何克服？
9．为了飞行安全，飞机应该_______（顺风，逆风）起飞和着陆。
10．大气污染物中_______、_______两种气体对飞机的腐蚀比较大。
第二章空气动力学复习题
1．何谓连续介质？为什么要作这样的假设？
连续介质——把空气看成是由空气微团组成的没有间隙的连续体。
2．何谓流场？举例说明定常流动与非定常流动有什么区别。
流场——流体所占居的空间。
定常流动——流体状态参数不随时间变化。
非定常流动——流体状态参数随时间变化。
3．何谓流线？流线谱？流管？
流线——在定常流动中，空气微团流过的路线（轨迹）。
流线谱——用流线组成的描绘流体微团流动情况的图画。
流管——在流场中取一封闭曲线，通过曲线上各点的流线所形成的
管形曲面，流体不会穿越管壁流动。
4．流体的连续性方程(b)
a) 只适用于理想流动
b) 适用于可压缩和不可压缩流体的稳定管流
c) 只适用于不可压缩流体的稳定管流
d) 只适用于可压缩流体的稳定管流
5．写出不可压缩流体和可压缩流体定常流动的连续方程。
6．说明气体伯努利方程的物理意义和使用条件？
方程物理意义:
空气在低速一维定常流动中，同一流管的各个截面上，静压与动压
之和（总压）相等。在同一流管中，流速快的地方，压力小；流速
慢的地方，压力大。
方程应用条件：
1.气流是连续的、稳定的气流（定常流）；
2.没有粘性（理想流体）；
3.空气密度的变化可忽略不计（不可压流）。
9．附面层是怎样产生的？
空气流过物体时，由粘性作用，在紧贴物体表面的地方，就产生了
流速沿物面法线方向逐渐增大的薄层空气。这薄层空气称为附面层。压强是不变的。因为附面层内不能使用伯努利方程，空气流速降低
是由于粘滞力的作用而使能量消耗。
11．什么是层流附面层、紊流附面层、转捩点？
层流附面层——分层流动，互不混淆，无上下乱动现象，厚度较小，速度梯度小；紊流附面层——各层强烈混合，上下乱动明显，厚度
较大，速度梯度大；
转捩点——层流附面层与紊流附面层之间的一个过渡区，可看成一
个点。
12．顺压梯度和逆压梯度是如何形成的？
b点之前附面层外的气流加速，静压减小；b点之后附面层外的气
流减速，静压升高
13．什么叫附面层的分离？分离的根本原因是什么？
在逆压梯度段，附面层底层的空气受到摩擦和逆压的双重作用，速
度减小很快，至某一点速度减小为零，附面层底层的空气在逆压的
继续作用下，开始倒流，倒流而上与顺流而下的空气相遇，使附面
层拱起，形成分离。
14. 附面层分离的必要条件是（c）
（a）不穿透条件与逆压梯度
（b）流体的粘性与来流速度梯度
（c）流体的粘性和逆压梯度
（d）不滑移条件与温度梯度
15．什么是机翼的弦长？
16．什么是机翼的最大厚度、相对厚度？
17．什么是机翼的弯度、相对弯度？
18．什么是机翼的梢根比？
机翼翼梢弦长与翼根弦长之比b2/b1。
19．什么是机翼的展弦比？
机翼翼展与弦长之比l/b。如果机翼不是矩形，弦长取平均几何弦长b＝s/l。
20．什么是机翼的后掠角？
21．什么是机翼的安装角？
机翼弦线与机身中心线之间的夹角。
22．什么是机翼的上反角、下反角？
机翼弦平面沿展向与垂直于飞机立轴的平面之间的夹角
23．什么是机翼的前缘半径、后缘角？
翼型前缘处的曲率半径
翼型上下表面围线在后缘处的切线之间的夹角
24．什么是机翼的平均气动弦长？
与实际机翼面积相等，气动力矩相同的当量矩形机翼的弦长（假想的弦长）
26．空客a380客机的机翼与机身的连接方式是（d）
（a）伞式单翼
（b）上单翼
（c）中单翼
（d）下单翼
27．如图b52远程轰炸机的机翼与机身的连接方式是（b）
（a）伞式单翼（b）上单翼
（c）中单翼（d）下单翼
28．简述飞机升力产生的机理
气流以一定的正迎角流经机翼，机翼上表面流管变细，气流速度增大，压力下降；机翼下表面流管变粗，气流速度减小，压力升高。机翼上表面负压，下表面正压，机翼总气动力在竖直方向的分量形成升力，在水平方向的分量形成阻力。
28．简述飞机升力产生的机理
29．写出升力公式，说明公式中各项的物理意义。
v —飞机与空气的相对速度；
30．为了提高升力系数，应该将翼型的厚度____增大___（增大、减小）。
32．什么叫临界迎角？
升力系数最大值所对应的迎角
33．画图说明升力系数随迎角的变化关系
随着迎角的增大升力系数与迎角呈线性增大，当升力系数达到最大
值后随迎角的增大而迅速减小。
34．判断：机翼的迎角为零升力系数也为零
一般民用运输机采用具有一定弯度的非对称翼型，迎角为零时升力
为正值。
35．什么叫零升迎角？
升力系数（升力）等于零时对应的迎角。对称翼型的零升迎角等于零。非对称翼型的零升迎角不等于零。具有正弯度的翼型其零升迎
角为一个小的负角度。
36．升力系数随飞机展弦比的增大而____增大___（增大、减小）。 37．写出阻力计算公式，说明公式中各项的物理意义。
cx—阻力系数；
38．画图说明阻力系数随迎角的变化关系
阻力系数在迎角为零时最小，随着迎角绝对值的增大阻力系数呈抛
物线变化规律。
39．什么叫零升阻力系数？
升力系数（升力）等于零时对应的阻力系数
40．下列哪一项阻力与空气的粘性无关（ d ）
（a）摩擦阻力
（b）压差阻力
（c）干扰阻力
（d）诱导阻力
41．摩擦阻力是如何产生的？如何减小？
由于空气的粘性作用，流经机体表面时，机体表面给气流阻滞力并
形成附面层。气流给机体反方向的作用力。
减小措施：
1q?cs?v2
层流翼型
气动装置
表面光滑
减小面积
42．压差阻力是如何产生的？如何减小？
气流流经飞机时，在机体前后表面形成压力差（前端驻点压力最大）。
减小措施：
减小迎风面积
流线型
安装角、配平
43．干扰阻力是如何产生的？如何减小？
流经机体各部件的气流在部件结合处相互干扰而产生的阻力。
减小措施：
合理布局
整流罩
44．以下连接方式，机翼与机身之间的干扰阻力从小到大的顺序是（b）
（a）上单翼、中单翼、下单翼（b）中单翼、上单翼、下单翼
（c）下单翼、中单翼、上单翼
（d）中单翼、下单翼、上单翼
45．诱导阻力是如何产生的？如何减小？
机翼上下表面压力差，产生翼尖涡流，对流过机翼的气流产生一个
下洗速度，气流下偏转一个角度，使空气动力向后偏转一个角度，
产生一个向后的分量。
减小措施：
增大展弦比
翼尖小翼
45．诱导阻力
46．飞机低速飞行时的废阻力包括：______、______、______ 。摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力
47．飞机在低速飞行时，下列阻力中占主导地位的是（d）
（a）摩擦阻力
（b）压差阻力
（c）干扰阻力
（d）诱导阻力
48．画图说明飞机废阻和诱导阻力随飞行速度的变化关系。
低速飞行时诱导阻力占主导地位，诱导阻力随速度提高而减小；高
速飞行时废阻占主导地位，废阻随速度提高而增大。
49．什么是升阻比？画图说明升阻比、升力系数、阻力系数随迎角
的变化关系。
在小迎角范围内，升阻比随迎角的增加而增大;超过最大升阻比对应
的迎角后，升阻比迅速减小。
【篇三：空气动力学试题】
07～2008第二学期空气动力学期末考试真题（附答案）
（问答题与计算题部分）
一、问答题
1.请结合图描述理想流体微团与粘性流体微团在运动和静止状态下
的受力差别。
答：（1）静止状态：理想流体与粘性流体均不能承受切向应力，法
向应力即为压强在各个方向上相等。
（2）运动状态：理想流体不能承受切向应力，流体微团受力情况与
静止状态下相同。粘性流体由于存在粘性，可以承受切向应力，而
且剪应力与压强无关，与角变形率成正比。
d?
px?py?pz?pn
???
d?dt
??
dudy
2.请分别写出流体微团平动速度、旋转角速度、线变形速率和角变形
速率的表达式。答：平动速度：u,v,w
旋转角速度：线变形速率：角变形速率：
3.试分析产生压差阻力的原因。
答：粘性力阻滞流体质点运动，使流体质点减速失去动能，在一定
的逆压梯度下，来流与边界层发生分离，在分离点后出现低压区，
大大增加了绕流物体的阻力，这就是压差阻力。
4.请说明微弱扰动在亚声速流场和超声速流场中传播时的差别。答：亚声速流场中微小扰动可遍及全流场，气流没有达到扰源之前已经
感受到它的扰动，逐渐改变流向和气流参数以适应扰源要求；而在
超声速流场中，小扰动不会传到扰源上游。二、计算题
1.有不可压流体做定常运动，其速度场为：u求：（1）线变形率、
角变形率；（2）流场是否有旋；
（3）是否有速度位函数存在，如果有请写出表达式。
?cx,v??cy,w?cxy
解：（1）线变形率：
角变形率：
?x??y??z?
?u?x?v?y?w?z
?c??c?0
x
?
1??w?v?1
????cx
2??y?z?21??u?w?1
????cy
2??z?x?2
y
?
z
（2）由于
1??v?u??????02??x?y?
因此，流场有旋。（3）不存在速度位函数。
a 1
p 1
a2
p2
解：由质量方程知：v1a1?v2a2 由伯努利方程知：p
1
?
12
v1?p2?
2
12
v2
2
联立可得：
q
?
1a2
3.已知绕圆柱体定常流动的不可压缩理想流体流动的流函数为： 25?628?r??
r?2???5?
求：（1）圆柱体的直径
（2）圆柱体表面的速度分布以及压强系数分布（3）升力大小（4）驻点位置（5）绕圆柱体的环量（6）简要绘出流线图
解：（1）由流函数的表达式可知d
?2r?2?5?10
v???（2）由速度函数与流函数关系知
?r
??
v???(100sin??2500
?1?
v?v?
22
sin?r
2
?
6282?r
2
)??200sin??20
压强系数分布cp
?0.96?4sin??0.8sin?
（3）由库塔-儒科夫斯基定理可知，升力为：
l??v???100?628??62800?
?0可得
?
?
（4）令v?
?1??5.74,?2?174.26
?
（5）绕圆柱环量为?
??v?rd?
??628
（6）流线图为
4．假定平板边界层内速度分布为?(2?)，其中?为边界层厚
ueu
y
y
??
?0d2***due度。卡门积分关系式为??ue???ue?
?dxdx
求：剪应力?0，边界层厚度?，边界层位移厚度?*，动量厚度?**。解：由牛顿粘性定律：
2?ue?u
?0??()|y?0?
?y?
due
由于平板边界层，因此卡门积分关系式可化简为：
dx
?0?
?
ddx
?ue?
2
**
?
将速度分布代入动量厚度表达式中，
?**?
?
?0
uue
(1?
uue
)dy?
215
?
?d??15?
dx又x?0，??0 代入卡门式，可得：ue
积分得：?
?
????
3*
从而知：?0?
?ue
1，?
**
?