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《空气动力学实验技术》

顾

蕴

松

航空宇航学院空气动力学系


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空气动力学实验技术的主要内容
空气动力学实验技术，是飞行器设计和空气动力
学专业的一门专业课。
空气动力学实验的基本理论，空气动力学常规实验
的实验设备和实验方法，以及实验数据处理的基本概念
和基本原理，是本课程的主要内容。通过本课程，可使
初学者了解空气动力学实验技术这门学科的概貌，掌握
其中的基本概念和基本方法，为开展实验工作、参加飞
机设计工作或进行空气动力学研究工作打下基础。


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问题：
为什么比空气重的飞行器可以
在空中自由飞行？
而皮鞋不行？


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风洞实验
wind tunnel experiments


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1903


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问题：
 如何提高飞行器的飞行速度？飞行高度？
 飞行机动性？
 怎样增大飞行器航程，降低燃油消耗？
 怎样降低飞行器飞行时的噪声？
 怎样有效增加飞行器的隐身性能？


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空气动力实验的重要性
1）发现新现象
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
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—雷诺染色实验
—附面层概念
—马格努斯效应
—湍流相干结构
—前缘涡的发现和利用
—流动控制


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空气动力实验的重要性
2) 验证和检验理论分析和计算的结果

3） 为各种飞行器的设计提供可靠的空
气动力数据


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空气动力学实验应用范围
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航空航天
农业
林业
建筑
桥梁
车辆

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舰船
能源
气象
环保
化工
体育


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空气动力实验的基本方法
1) 风洞试验法
2） 飞行实验法
3） 携带试验法
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

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旋臂机实验
火箭车实验
飞机携带实验
自由落体实验


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——风洞实验是气动实验最经济、
效果最好、应用最广泛的方法


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风洞(水洞)实验
——定性流动显示
采用外加物质，
注入能量或投射光
束的方法显示出空
气绕流模型的整个
图形，进而全面了
解流场，有助于直
观地理解流动机理


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风洞(水洞)实验
——定量测量实验

测力
测压
测流场


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空气动力学实验研究工作，涉及面
很广。对一项典型的实验课题，大致包
括十个方面的工作。


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课程学习内容和目的：
1． 掌握空气动力学的基本方法和基本理论
2． 掌握空气动力学实验数据的处理方法。
3． 了解和掌握空气动力实验的主要设备风洞的种类
和
性能，以及工作原理
4． 了解风洞流场的性能及校测的基本方法
5． 了解空气动力天平的种类和工作原理
6． 了解风洞模型实验的目的和方法
7． 了解流动显示的基本原理和方法
8. 学习空气动力学实验技术国内外的最新发展


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相关基础知识
《空气动力学基础》、《理论力学》、《电工学》、
《数据采集系统原理》、《几何光学》、《摄影基本知识》

参考书目：
1.

实验空气动力学 / 恽起麟编著 国防工业出版社
1991.12 V211/1020

2.

风洞实验/ 恽起麟编著 国防工业出版社2000.9

3.

Fluid mechanics measurements / / edited by Richard J.
Goldstein. Hemisphere Pub. Corp., c1983. O35/WG4

参考期刊：
1.

气动实验与测量控制——流体力学实验与测量

2.

《流体力学实验与测量》编辑委员会 O353.5/ZK1

3.

Experiments in fluids. ——Springer-Verlag, 1983O35/FJ10


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复习题
作业1：查找相关资料，写出测量流体速度三种方法？
作业2：写出定常、无粘，不可压缩流动的伯努利方程，
解释每项的含义。
作业3：试说明运动圆球的亚临界和超临界现象