翼型和机翼的气动特性_精品文档PPT文档格式.ppt

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当马赫数大于按不可压缩流动处理；

当马赫数大于0.30.3时，就要考虑压缩性时，就要考虑压缩性时，就要考虑压缩性时，就要考虑压缩性的影响，否则会导致较大误差。

的影响，否则会导致较大误差。

EXIT3.13.1亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流流过翼型的绕流图画与低速不可压流动情亚音速可压流流过翼型的绕流图画与低速不可压流动情亚音速可压流流过翼型的绕流图画与低速不可压流动情亚音速可压流流过翼型的绕流图画与低速不可压流动情况相比，无本质区别，只是在翼型上下流管收缩处，亚音速况相比，无本质区别，只是在翼型上下流管收缩处，亚音速况相比，无本质区别，只是在翼型上下流管收缩处，亚音速况相比，无本质区别，只是在翼型上下流管收缩处，亚音速可压流在竖向受到扰动的扩张，要比低速不可压流的流线为可压流在竖向受到扰动的扩张，要比低速不可压流的流线为可压流在竖向受到扰动的扩张，要比低速不可压流的流线为可压流在竖向受到扰动的扩张，要比低速不可压流的流线为大，即压缩性使翼型在竖向产生的扰动，要比低速不可压流大，即压缩性使翼型在竖向产生的扰动，要比低速不可压流大，即压缩性使翼型在竖向产生的扰动，要比低速不可压流大，即压缩性使翼型在竖向产生的扰动，要比低速不可压流的为强，传播得更远。

的为强，传播得更远。

上面现象可以用一维等熵流的理论来分析。

取上面现象可以用一维等熵流的理论来分析。

取AAAA和和和和BBBB之间的流管，我们知道，有之间的流管，我们知道，有之间的流管，我们知道，有之间的流管，我们知道，有EXIT即对相同的速度增量的即对相同的速度增量的即对相同的速度增量的即对相同的速度增量的dVdV/V/V，亚音速可压流引起的截面积，亚音速可压流引起的截面积，亚音速可压流引起的截面积，亚音速可压流引起的截面积减小减小减小减小dAdA/A/A，要小于不可压的情况，故当地流管要大，因为，要小于不可压的情况，故当地流管要大，因为，要小于不可压的情况，故当地流管要大，因为，要小于不可压的情况，故当地流管要大，因为可压流时，随着速度的增加，密度要减小，故为保持质量可压流时，随着速度的增加，密度要减小，故为保持质量可压流时，随着速度的增加，密度要减小，故为保持质量可压流时，随着速度的增加，密度要减小，故为保持质量守恒，截面积减小的程度就要小于不可压情况，即流管比守恒，截面积减小的程度就要小于不可压情况，即流管比守恒，截面积减小的程度就要小于不可压情况，即流管比守恒，截面积减小的程度就要小于不可压情况，即流管比不可压情况为大。

不可压情况为大。

3.13.1亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流中绕翼型的流动特点亚音速可压流中绕翼型的流动特点EXIT3.23.2定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程在定常理想中，对等熵可压问题，由于密度不再是常在定常理想中，对等熵可压问题，由于密度不再是常在定常理想中，对等熵可压问题，由于密度不再是常在定常理想中，对等熵可压问题，由于密度不再是常数，故不再有简单的速度位拉普拉斯方程。

数，故不再有简单的速度位拉普拉斯方程。

此时，连续方程为此时，连续方程为此时，连续方程为此时，连续方程为欧拉方程为欧拉方程为欧拉方程为欧拉方程为EXIT3.23.2定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程在等熵流动中，密度只是压强的函数在等熵流动中，密度只是压强的函数在等熵流动中，密度只是压强的函数在等熵流动中，密度只是压强的函数，是正压流体，故是正压流体，故是正压流体，故是正压流体，故，同样有，同样有，同样有，同样有将欧拉方程中的压强导数通过音速代换成密度导数，代入将欧拉方程中的压强导数通过音速代换成密度导数，代入将欧拉方程中的压强导数通过音速代换成密度导数，代入将欧拉方程中的压强导数通过音速代换成密度导数，代入连续方程，即得只含速度和音速的方程：

连续方程，即得只含速度和音速的方程：

，EXIT3.23.2定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程对于位流，存在速度位对于位流，存在速度位对于位流，存在速度位对于位流，存在速度位，将其代入，即得只包含一个未，将其代入，即得只包含一个未，将其代入，即得只包含一个未，将其代入，即得只包含一个未知函数知函数知函数知函数的方程的方程的方程的方程该方程即为定常理想可压流速位方程，又称全速位方程。

该方程即为定常理想可压流速位方程，又称全速位方程。

不可压流动相当于音速趋于无穷大的情况，代入全速位不可压流动相当于音速趋于无穷大的情况，代入全速位方程，即得拉普拉斯方程。

方程，即得拉普拉斯方程。

EXIT这样，定常、理想、等熵可压缩绕流问题，即成为满足这样，定常、理想、等熵可压缩绕流问题，即成为满足具体边界条件求解全速位方程的数学问题，由于方程非线性，具体边界条件求解全速位方程的数学问题，由于方程非线性，对于实际物体形状的绕流问题，一般无法求解。

对于实际物体形状的绕流问题，一般无法求解。

3.23.2定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程定常理想可压流速位方程全速位方程因为系数是速度位的函数，故是非线性的二全速位方程因为系数是速度位的函数，故是非线性的二阶偏微分方程阶偏微分方程,难于求解难于求解;

可采用小扰动线化的近似解法及可采用小扰动线化的近似解法及数值解法等。

数值解法等。

EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论飞行器做高速飞行时飞行器做高速飞行时,为减小阻力为减小阻力,机翼的相对厚度、弯机翼的相对厚度、弯度都较小度都较小,且迎角也不大且迎角也不大,如图所示，因此对无穷远来流的如图所示，因此对无穷远来流的扰动，除个别地方外，总的来说不大，满足小扰动条件。

扰动，除个别地方外，总的来说不大，满足小扰动条件。

取取x轴与未经扰动的直匀来流一致，即在风轴系中，流轴与未经扰动的直匀来流一致，即在风轴系中，流场各点的速度为场各点的速度为，可以将其分成两部分，一是前，可以将其分成两部分，一是前方来流方来流，一是由于物体的存在，对流场产生的扰动，一是由于物体的存在，对流场产生的扰动，设为设为，故，故EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论若扰动分速与来流相比都是小量，即若扰动分速与来流相比都是小量，即，则称为小扰动。

，则称为小扰动。

令令为扰动速度位为扰动速度位3.3.1全速位方程的线化全速位方程的线化EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论代入全速位方程，略去三阶以上小量后可推得：

代入全速位方程，略去三阶以上小量后可推得：

在小扰动条件下，全速位方程可以简化为线化方程。

通过能量方程给出音速通过能量方程给出音速a：

上方程为跨声速小扰动速度势方程。

EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论此式的左侧是线性项，右侧则是非线性项。

此式的左侧是线性项，右侧则是非线性项。

现假设现假设1.流动满足小扰动条件；

流动满足小扰动条件；

2.非跨音速流，即非跨音速流，即不太接近于不太接近于1，故，故不是小量；

不是小量；

3.非高超音速流，即非高超音速流，即不是很大。

不是很大。

此时，上式左侧同一量级，右侧为二阶小量，略去，得此时，上式左侧同一量级，右侧为二阶小量，略去，得该方程是线性二阶偏微分方程，故称为全速位方程的线该方程是线性二阶偏微分方程，故称为全速位方程的线化方程。

化方程。

EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论可见，线化方程在亚音速时为椭圆型的，超音速时为双曲可见，线化方程在亚音速时为椭圆型的，超音速时为双曲型的。

型的。

时，令时，令，上面方程为，上面方程为时，令时，令，上面方程为，上面方程为EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论3.3.2压强系数的线化压强系数的线化按压强系数的定义按压强系数的定义应用能量方程应用能量方程上式可写为上式可写为因为等熵时因为等熵时，此外，此外EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论从而可解得从而可解得所以所以把把代入上式，将上式按二项式展代入上式，将上式按二项式展开，略去扰动速度的三次及更高阶小量，得开，略去扰动速度的三次及更高阶小量，得EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论对于薄翼，只取一次近似得对于薄翼，只取一次近似得对于细长旋成体对于细长旋成体EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论3.3.3边界条件的线化边界条件的线化1.物面边界条件物面边界条件2.远场边界条件远场边界条件厚度问题：

厚度问题：

升力问题：

EXIT3.3小扰动线化理论小扰动线化理论3.后缘条件（库塔条件）后缘条件（库塔条件）4.自由尾涡面（速度势间断面）自由尾涡面（速度势间断面）在小扰动条件下，可获得较简单的线化物面边界条件。

在小扰动条件