實驗流體力學(xué)復(fù)習(xí)問題答案北航

1、1實驗流體力學(xué)期末復(fù)習(xí)第一章：相似理論和量綱分析第一章：相似理論和量綱分析①流體力學(xué)相似？包括幾方面內(nèi)容？有什么意義？①流體力學(xué)相似？包括幾方面內(nèi)容？有什么意義？流體力學(xué)相似是指原型和模型流動中，對應(yīng)相同性質(zhì)的物理量保持一定的比例關(guān)系，且對應(yīng)矢量相互平行。內(nèi)容包括：1.幾何相似幾何相似—物體幾何形狀相似，對應(yīng)長度成比例；2.動力相似動力相似—對應(yīng)點力多邊形相似，同一性質(zhì)的力對應(yīng)成比例并相互平行（加慣性力后，力多邊形封閉）；3.運動相似運

2、動相似—流場相似，對應(yīng)流線相似，對應(yīng)點速度、加速度成比例。②什么是相似參數(shù)？舉兩個例子并說明其物理意義②什么是相似參數(shù)？舉兩個例子并說明其物理意義必須掌握的相似參數(shù)：必須掌握的相似參數(shù)：MaMa，ReRe，StSt。知道在什么流動條件下必須要考慮這些相似參。知道在什么流動條件下必須要考慮這些相似參數(shù)。數(shù)。相似參數(shù)又稱相似準(zhǔn)則，是表征流動相似的無量綱特征參數(shù)。1.兩物理過程或系統(tǒng)相似則所有對應(yīng)的相似參數(shù)相等。例如：假定飛機(jī)縮比模型風(fēng)洞試驗

3、可以真正模擬真實飛行，則原型和模型之間所有對應(yīng)的相似參數(shù)都相等，其中包括CLCDCM：SVLCL221??SVDCD221??SbVMCM221??風(fēng)洞試驗可以測得CLCDCM值，在此基礎(chǔ)上，將真實飛行條件帶入CLCDCM表達(dá)式，可以求得真實飛行的升力、阻力和力矩等氣動性能參數(shù)。2.所有對應(yīng)的相似參數(shù)相等且單值條件相似則兩個物理過程或系統(tǒng)相似。例如：對于戰(zhàn)斗機(jī)超音速風(fēng)洞試驗，Ma和Re是要求模擬的相似參數(shù)，但通常在常規(guī)風(fēng)動中很難做到。由

4、于對于此問題，Ma影響更重要，一般的方案是保證Ma相等，對Re數(shù)影響進(jìn)行修正。33.量綱分析法量綱分析法：π定理。如果描述一個物理過程或系統(tǒng)的關(guān)系式中含有n個物理量，而其中有k個物理量的量綱是相互獨立的，那么這個物理過程或系統(tǒng)可以表達(dá)成nk個相似參數(shù)（準(zhǔn)則）組成的關(guān)系式，稱π關(guān)系式。⑤相似三定理的內(nèi)容？在模擬試驗過程中各自有什么作用？⑤相似三定理的內(nèi)容？在模擬試驗過程中各自有什么作用？第一第二見第二題，第三為π定理。π定理作用：1.一個

5、實驗結(jié)果可以推廣到其他同類相似流動問題。2.可以用來整理實驗數(shù)據(jù)，得到簡潔的關(guān)系表達(dá)式。3.可以用來指導(dǎo)實驗，可以顯著減少實驗參數(shù)和實驗次數(shù)，而不會影響到實驗結(jié)果。⑦π定理應(yīng)用：⑦π定理應(yīng)用：根據(jù)問題列出參數(shù)關(guān)系→根據(jù)問題列出參數(shù)關(guān)系→π關(guān)系式（相似參數(shù)）→π關(guān)系式（相似參數(shù)）→應(yīng)用π定理計算應(yīng)用π定理計算如風(fēng)洞模型試驗?zāi)M飛行器飛行：如風(fēng)洞模型試驗?zāi)M飛行器飛行：?已知飛行條件，求實驗條件已知飛行條件，求實驗條件?已知實驗測量結(jié)果，求

6、飛行條件對應(yīng)參數(shù)已知實驗測量結(jié)果，求飛行條件對應(yīng)參數(shù)步驟：一、正確寫出物理過程或系統(tǒng)的物理量關(guān)系式，關(guān)鍵：完全準(zhǔn)確地找到全部n個相關(guān)物理量（自變量和因變量）。從3方面著手：?幾何參數(shù)：長度L，直徑D，面積S等；?介質(zhì)參數(shù)：密度ρ，粘性μ，導(dǎo)熱系數(shù)λ等；?流動參數(shù)：速度V壓強(qiáng)p溫度T力F等。（包括因變量）二、選定一組量綱相互獨立的k個物理量（必要時應(yīng)進(jìn)行驗證），通常k=4或3，即n個物理量中所包含的基本量綱的總數(shù)。三、用選定的一組k個物理