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文檔簡介

1、北京航空航天大學20072008第二學期空氣動力學期末考試真題（附答案）（問答題與計算題部分）一、問答題1.請結(jié)合圖描述理想流體微團與粘性流體微團在運動和靜止狀態(tài)下的受力差別。答：（1）靜止狀態(tài)：理想流體與粘性流體均不能承受切向應力，法向應力即為壓強在各個方向上相等。 （2）運動狀態(tài)：理想流體不能承受切向應力，流體微團受力情況與靜止狀態(tài)下相同。粘性流體由于存在粘性，可以承受切向應力，而且剪應力與壓強無關(guān)，與角變形率成正比。2.請分別寫出流體微團平動速度、旋轉(zhuǎn)角速度、線變形速率和角變形速率的表達式。答：平動速度： u,v,w旋轉(zhuǎn)角速度：線變形速率：角變形速率：3.試分析產(chǎn)生壓差阻力的原因。答：粘

2、性力阻滯流體質(zhì)點運動，使流體質(zhì)點減速失去動能，在一定的逆壓梯度下，來流與邊界層發(fā)生分離，在分離點后出現(xiàn)低壓區(qū)，大大增加了繞流物體的阻力，這就是壓差阻力。4.請說明微弱擾動在亞聲速流場和超聲速流場中傳播時的差別。答：亞聲速流場中微小擾動可遍及全流場，氣流沒有達到擾源之前已經(jīng)感受到它的擾動，逐漸改變流向和氣流參數(shù)以適應擾源要求；而在超聲速流場中，小擾動不會傳到擾源上游。二、計算題1.有不可壓流體做定常運動，其速度場為：求：（1）線變形率、角變形率； （2）流場是否有旋； （3）是否有速度位函數(shù)存在，如果有請寫出表達式。解：（1）線變形率：角變形率：（2）由于因此，流場有旋。（3）不存在速度位函數(shù)。

3、2.一維定常不可壓縮流體流動，密度不變?yōu)椋鐖D所示，管道兩端截面積分別為、，壓強分別為、,求該管道的體積流量Q。解：由質(zhì)量方程知：由伯努利方程知：聯(lián)立可得：3.已知繞圓柱體定常流動的不可壓縮理想流體流動的流函數(shù)為：求：（1）圓柱體的直徑（2）圓柱體表面的速度分布以及壓強系數(shù)分布（3）升力大小（4）駐點位置（5）繞圓柱體的環(huán)量（6）簡要繪出流線圖解：（1）由流函數(shù)的表達式可知（2）由速度函數(shù)與流函數(shù)關(guān)系 知壓強系數(shù)分布（3）由庫塔-儒科夫斯基定理可知，升力為：（4）令可得（5）繞圓柱環(huán)量為（6）流線圖為4假定平板邊界層內(nèi)速度分布為 ，其中為邊界層厚度。卡門積分關(guān)系式為求：剪應力，邊界層厚度，邊界層位移厚度，動量厚度。解：由牛頓粘性定律： 由于平板邊界層 =0，因此卡門積分關(guān)系式可化簡為：將速度分布代入動量厚度表達式中，代入卡門式，可得： 又積分得：從而知：，5.一架飛機在h=5000米高度以Ma=0.6飛行，試求迎風皮托管測出的總壓以及由此值按不可壓流伯努利方程計算出的V與真實的V的差。（h=5000m時，T=2

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