Оглавление [Скрыть]
- 1 Аэродинамика
- 1.1 История аэродинамики
- 1.2 Ранние разработки
- 1.3 Современные исследования
- 1.4 Фундаментальные концепции
- 1.5 Классификация потоков
- 1.6 Сжимаемый поток
- 1.7 Вязкость
- 1.8 Условия обтекания
- 1.9 Предположение о континууме
- 1.10 Предположения о непрерывности
- 1.11 Законы сохранения
- 1.12 Разделы аэродинамики
- 1.13 Аэродинамика несжимаемой жидкости
- 1.14 Сжимаемая аэродинамика
- 1.15 Околозвуковой поток
- 1.16 Сверхзвуковой поток
- 1.17 Гиперзвуковой поток
- 1.18 Сопутствующая терминология
- 1.19 Аэродинамика в других областях
- 1.20 Аэродинамика внутренних каналов
- 1.21 Экологический дизайн
- 1.22 Экологическая аэродинамика
- 1.23 Аэродинамические уравнения
- 1.24 Контроль мяча в спорте
- 1.25 Воздухоплавание
- 1.26 Список тем аэрокосмической техники
- 1.27 Рекомендации
- 1.28 Внешние ссылки
- 1.29 Полный текст статьи:
- 2 Аэродинамика
Аэродинамика
-
История аэродинамики
- Аэродинамика изучает движение воздуха, особенно при воздействии твердого предмета.
- Термин “аэродинамика” часто используется как синоним газовой динамики.
- Официальное изучение аэродинамики началось в XVIII веке.
-
Ранние разработки
- Отто Лилиенталь продемонстрировал полет на высоте тяжелее воздуха в 1891 году.
- Использование аэродинамики сформировало рациональную основу для разработки самолетов.
-
Современные исследования
- Современные работы сосредоточены на сжимаемом потоке, турбулентности и пограничных слоях.
- Вычислительная гидродинамика стала важной частью аэродинамики.
-
Фундаментальные концепции
- Понимание движения воздуха позволяет рассчитать силы и моменты.
- Подъемная сила и лобовое сопротивление являются аэродинамическими силами.
- Поля течения характеризуются скоростью потока, давлением, плотностью и температурой.
-
Классификация потоков
- Дозвуковые потоки: скорость потока ниже локальной скорости звука.
- Трансзвуковые потоки: включают дозвуковые и сверхзвуковые области.
- Сверхзвуковые потоки: скорость потока везде превышает скорость звука.
- Гиперзвуковые потоки: скорость намного превышает скорость звука.
-
Сжимаемый поток
- Сжимаемый поток приводит к изменению плотности.
- Дозвуковые потоки часто идеализируются как несжимаемые.
- Трансзвуковые и сверхзвуковые потоки поддаются сжатию.
-
Вязкость
- Вязкость связана с силами трения.
- В некоторых областях течения вязкостные эффекты малы.
- Потоки, для которых вязкостью не пренебрегают, называются вязкими.
-
Условия обтекания
- Внешняя аэродинамика изучает обтекание твердых объектов.
- Внутренняя аэродинамика изучает течение через проходы внутри твердых объектов.
-
Предположение о континууме
- Газы состоят из отдельных молекул, но в аэродинамике предполагается непрерывность потока.
- Справедливость предположения зависит от плотности газа и конкретного приложения.
-
Предположения о непрерывности
- Для потоков с низкой плотностью, таких как на больших высотах, статистическая механика более точна.
- Число Кнудсена используется для выбора между статистической механикой и аэродинамикой сплошной среды.
-
Законы сохранения
- Уравнения Навье-Стокса используются для решения задач аэродинамики.
- Уравнения Эйлера не учитывают вязкость и используются при незначительном влиянии вязкости.
- Уравнение Лапласа и теория потенциального потока упрощают уравнения Навье-Стокса.
-
Разделы аэродинамики
- Внешняя аэродинамика изучает обтекание твердых объектов.
- Внутренняя аэродинамика изучает течение через проходы в твердых объектах.
- Аэродинамические проблемы классифицируются по скорости потока, сжимаемости и вязкости.
-
Аэродинамика несжимаемой жидкости
- Несжимаемый поток имеет постоянную плотность.
- Число Маха используется для оценки сжимаемости.
- Дозвуковой поток описывается как несжимаемый, если число Маха ниже 0,3.
-
Сжимаемая аэродинамика
- Поток считается сжимаемым, если его плотность изменяется.
- Число Маха выше 0,3 требует учета сжимаемости.
- Трансзвуковые, сверхзвуковые и гиперзвуковые потоки являются сжимаемыми.
-
Околозвуковой поток
- Трансзвуковой поток находится между критическим числом Маха и 1,2 Маха.
- Часть потока является сверхзвуковой, часть — нет.
-
Сверхзвуковой поток
- Сверхзвуковые аэродинамические проблемы связаны со скоростями выше скорости звука.
- Ударные волны возникают при столкновении жидкости с объектом.
-
Гиперзвуковой поток
- Гиперзвуковые скорости — это скорости выше 5 Махов.
- Гиперзвуковой поток характеризуется высокотемпературным течением и химической диссоциацией газа.
-
Сопутствующая терминология
- Пограничные слои и турбулентность важны для аэродинамики.
- Пограничные слои описывают тонкий слой, где вязкость и трение равны.
- Турбулентность характеризуется хаотическими изменениями свойств потока.
-
Аэродинамика в других областях
- Аэродинамика важна для проектирования транспортных средств и парусных судов.
- Используется в проектировании механических компонентов и расчете ветровых нагрузок.
-
Аэродинамика внутренних каналов
- Важна в системах отопления/вентиляции, газопроводах и автомобильных двигателях
- Детальные характеристики потока влияют на производительность двигателя
-
Экологический дизайн
- Изучается градостроителями и дизайнерами для улучшения удобства открытых пространств
- Создает городской микроклимат для уменьшения воздействия городского загрязнения
-
Экологическая аэродинамика
- Описывает воздействие атмосферной циркуляции и механики полета на экосистемы
-
Аэродинамические уравнения
- Используются при численном прогнозировании погоды
-
Контроль мяча в спорте
- Важен в футболе, настольном теннисе, крикете, бейсболе и гольфе
- Игроки контролируют траекторию полета мяча с помощью “эффекта Магнуса”
-
Воздухоплавание
- Аэростатика
- Авиация
- Полет насекомых
-
Список тем аэрокосмической техники
- Список инженерных тем
- Конструкция носового обтекателя
- Динамика жидкости
- Вычислительная гидродинамика
-
Рекомендации
- Дальнейшее чтение
- Общая аэродинамика
- Дозвуковая аэродинамика
- Околозвуковая аэродинамика
- Сверхзвуковая аэродинамика
- Гиперзвуковая аэродинамика
- История аэродинамики
- Аэродинамика, связанная с инженерным делом
- Наземные транспортные средства
- Самолет с неподвижным крылом
- Вертолеты
- Ракеты
- Модель самолета
- Смежные разделы аэродинамики
- Аэротермодинамика
- Аэроупругость
- Пограничные слои
- Турбулентность
-
Внешние ссылки
- Руководство НАСА по аэродинамике
- Аэродинамика для студентов
- Аэродинамика для пилотов
- Аэродинамика и тюнинг гоночных автомобилей
- Проекты, связанные с аэродинамикой
- Аэродинамика велосипеда с жидкостями
- Применение аэродинамики в Формуле-1
- Аэродинамика в автогонках
- Аэродинамика птиц
- Индекс аэродинамики НАСА