第一篇：空氣動力學(xué)總結(jié)

班級：JS001105 學(xué)號：2011300092 姓名：程云鶴 [注]西北工業(yè)大學(xué)/空氣動力學(xué)/前六章的簡單總結(jié)

第一章

空氣動力學(xué)中的基本變量有：①壓強，是作用在單位面積上的正壓力，該力是由于氣體分子在單位時間內(nèi)對面發(fā)生沖擊（或穿過該面）而發(fā)生的動量變化，p?lim?②密度，定義為單位體積內(nèi)的質(zhì)量，密度具有點屬性，??lim?dF??,dA?0?dA?dm,dv?0 ③溫度，反應(yīng)dv平均分子動能，在高速空氣動力學(xué)中有重要作用。④速度，流動速度是指當(dāng)一個非常小的流體微元通過空間某任意一點的速度。⑤粘性系數(shù)，???dv dy空氣動力及力矩的來源有兩個：①物體表面的壓力分布 ②物體表面的剪應(yīng)力分布。氣動力的描述有兩種坐標(biāo)系：風(fēng)軸系和體軸系。力矩與所選的點有關(guān)系，抬頭為正，低頭為負(fù)。

氣動力系數(shù)是比空氣動力及力矩更基本且反映本質(zhì)的無量綱系數(shù)，在三維中的力系數(shù)與

LL'二維中有差別，如：升力系數(shù)CL?（3D），cl?（2D）

q?Sq?c壓力中心，作用翼剖面上的空氣動力，可簡化為作用于弦上某參考點的升力L,阻力D或法向力N，軸向力A及繞該點的力矩M。如果繞參考點的力矩為零，則該點稱為壓力中心，顯然壓力中心就是總空氣動力的作用點。

在等式中，等號左邊和等號右邊各項的的量綱應(yīng)相同，某些物理變量可以用一些基本量（組合）來表達，據(jù)此有了量綱分析法。在教材上，通過量綱分析法引出了雷諾數(shù)Re和馬赫數(shù)M，這兩個參數(shù)被稱作相似參數(shù)。自由來流的馬赫數(shù)Re=??V?c/??=慣性力/黏性力，馬赫數(shù)M=V?/a?，馬赫數(shù)可以度量壓縮性，飛行器飛行的速度越大，M就越大，飛行器前面的空氣就壓縮的越厲害，因此M可以作為判斷空氣受到壓縮程度的指標(biāo)。

判斷流動動力學(xué)相似的標(biāo)準(zhǔn)是：①物體的幾何外形相似 ②相似參數(shù)相同，即馬赫數(shù)和雷諾數(shù)。

流動類型：當(dāng)分子對物體表面的碰撞很頻繁以致于物體不能分辨出單個分子碰撞，這時，對物體表面而言流體是連續(xù)介質(zhì)，這樣的流動成為連續(xù)流動。如果流動中沒有摩擦、熱傳導(dǎo)或者擴散，那么這樣的流動被稱為無黏流動。密度是常數(shù)的流動稱作不可壓縮流動，密度變化的流動是可壓縮流動。

馬赫數(shù)區(qū)域：如果流動中任意一點的馬赫數(shù)都小于1，那么流動是亞音速的。既有M<1的區(qū)域又有M>1的區(qū)域成為跨音速區(qū)域。如果流場中任意一點的馬赫數(shù)都大于1，該流動是超音速的。當(dāng)M?足夠大，以至于黏性相互作用和/或者化學(xué)反應(yīng)在流動中占首要地位，這樣的流動稱為高超聲速流動。

大部分空氣動力流動的理論分析都把遠(yuǎn)離物體的區(qū)域作為無黏流動來考慮，只將緊挨著物體表面的包含耗散效應(yīng)的薄層區(qū)域作為黏性流動來考慮。緊挨物體的薄層黏性區(qū)域叫做邊界層。

第二章

空氣力系數(shù)在確定飛機性能和設(shè)計時是非常重要的工程指標(biāo)。設(shè)計的目的是在獲得必需的升力的同時產(chǎn)生盡可能小的阻力。

數(shù)量場的梯度，p的梯度?p定義為這樣的一個矢量： ①它的量值就是p在這個給定點單位空間長度上的變化率的最大值

②它的方向就是p在這個給定點最大變化率的最方向。在笛卡爾坐標(biāo)系中p=p(x,y,z),則?p??p?p?pi?j?k ?x?y?z矢量場的散度，固定質(zhì)量的流體微元的單位體積的體積時間變化率等于速度矢量的散度，用??V表示。在笛卡爾坐標(biāo)系中V=V(x,y,z)=Vxi?Vyj?Vzk,則有散度??V??Vx?Vy?Vz ???x?y?z矢量場的旋度，?是速度矢量V的旋度的一半，V的旋度表示為??V，在笛卡爾坐標(biāo)系中V=V(x,y,z)=Vxi?Vyj?Vzk，則有

i???V??xVxj??yVyk??Vz?Vy???Vx?Vz???Vy?Vx???i???y??z???j??z??x??k???x??y?? ?z??????Vz線積分，面積分和體積分之間的關(guān)系可應(yīng)用于計算中（斯托克斯定理，散度定理和梯度定理），斯托克斯定理如下

?ds ?A?ds???(??A）cs描述流體的模型有：①有限控制體模型②無限小流體模型③分子模型 速度散度的數(shù)學(xué)描述及物理含義：??V?1D(?V)，該式表明速度矢量的散度在物

?VDt理上代表了一個運動的流體微元單位體積的體積時間變化率。

流動的基本控制方程：

①連續(xù)方程，把質(zhì)量守恒的物理原理應(yīng)用到固定于空間的有限體積控制體的最終結(jié)果。它是流體力學(xué)的最基本方程之一。

②動量方程，在流場中，流體除了要滿足質(zhì)量守恒之外，還要滿足動量守恒。也就是說流體的動量隨時間的變化率與流體所受的體積力和表面力的和是相等的。把這個相等關(guān)系用數(shù)學(xué)關(guān)系式表示，即是動量方程。

③能量守恒，能量守恒的數(shù)學(xué)表示形式就是能量方程。

實質(zhì)導(dǎo)數(shù)，D?/Dt是表示當(dāng)一個流體微元運動通過點1時它的密度的瞬時時間變化率的符號。按定義，這個符號叫做實質(zhì)導(dǎo)數(shù)（或物質(zhì)導(dǎo)數(shù)，隨體導(dǎo)數(shù)），實質(zhì)導(dǎo)數(shù)等于當(dāng)?shù)貙?dǎo)數(shù)加上遷移導(dǎo)數(shù)。

跡線，當(dāng)微元A從點1開始向下游運動時，它的運動路徑定義為微元的跡線。流線，是這樣的一種曲線，其上任意一點的切向皆為這一點的速度方向。染色線是指在一段時間內(nèi)一些流體微元通過相同一點所連接起來的線。

流體微元（團）的旋轉(zhuǎn)角速度為??1?????v???u?????v?u????i?????k? ?j????????2???y?z???z?x???x?y??速度矢量的旋度（渦量）為????V 變形（應(yīng)變率）為?xy??u???v?u???v???，?zx?，?yz? ?z?x?x?y?y?z流體旋度的總效應(yīng)是以速度環(huán)量?來體現(xiàn)的：??-V?ds

c?流函數(shù)為?（x,y)?c，流函數(shù)的存在是根據(jù)二維不可壓縮流動的連續(xù)方程得來的，而連續(xù)方程總是成立的，所以凡是二維不可壓縮流動，流函數(shù)必定存在。

速度勢V???，對于一個標(biāo)量函數(shù)?，流動的速度可由?的梯度給出。我們稱?為速度勢。第三章

伯努利方程為p1? 11?V12?p2??V22 221p??V2?const, along a streamline 21p??V2?const, through the flow（對于無旋流）

2壓強系數(shù)為Cp?p?p?，對于不可壓縮流動，Cp可以只用速度來表示，q??V?Cp?1???V??

??? 無旋不可壓縮流動的控制方程（拉普拉斯方程）：???0

四種基本流動：①均勻流：有一來流速度大小為V?的均勻流動，其速度方向與x軸同

22向，此均勻流動滿足??V?0及??V?0的關(guān)系，所以均勻流動可以看成是無旋不可壓縮流動。②源流：a.源流是一種不可壓縮流動，即??V?0。但源點除外，因為此點位奇點。B.源流動在任意點處（除源點）都是無旋的。③偶極子流動：在一個源-匯對的的演變中，l趨與0，產(chǎn)生偶極子流動。④渦流：所有的流線都是關(guān)于一個點的同心圓，此外，任意給定的圓形流線上的速度是恒定的，速度的大小與到圓心的距離成反比，這樣的流動稱為渦流。幾種基本流動疊加合成的典型流動：均勻流與點源和點匯的疊加，繞圓柱的無升力流動（均勻流與偶極子的疊加），繞圓柱的有升力流動。

'庫塔-茹科夫斯基定理，L???V??，其中??V?ds

?A第四章

對機翼的氣動分析可以分為兩部分：對機翼剖面（即翼型）的研究；和對翼型氣動特性的修正以應(yīng)用于完整的有限翼展機翼。在翼型描述中的幾個術(shù)語有：中弧線（mean camber line），前緣（leading edge），后緣（trailing edge），弦線（chord line），彎度（camber），厚度（thickness），弦長（chord length)。中弧線上的所有點位于上下表面的中點，即在中弧線各點沿垂直方向測量距離時，各點與上下表面間的距離相等。中弧線頭部和尾部的點分別稱為前緣和后緣。連接翼型前緣點和后緣點的直線叫弦線，前緣點到后緣點的直線距離記為翼型的弦長c,彎度是指沿著垂直于弦線方向測量的彎度線到弦線的最大距離。厚度是指垂直于弦線方向上下表面間的最大距離。翼型參數(shù)。cl為翼型升力系數(shù)；升力為0時對應(yīng)的迎角叫零升力迎角，記為?L?0；阻力和分離導(dǎo)致的壓差阻力（又叫做形狀阻力），兩者之和即為翼型的型阻系數(shù)cd；在翼型上存在著一個特殊的位置點，對該點的力矩大小不隨迎角的變化而變化，這個點稱為氣動中心。對庫塔條件的說明和總結(jié)：①對于給定形狀且給定迎角的翼型，繞翼型的環(huán)量大小恰好使得流體光滑流過后緣點。②如果翼型后緣夾角為有限大小，則后緣點位駐點③如果翼型后緣夾角為0，則沿上下表面流過翼型后緣的速度為相等的有限值。開爾文環(huán)量定理：D??0 它表明由相同流體微團所形成的封閉曲線上的環(huán)量對時間的Dt變化率為0 薄翼型的薄翼理論，翼型用布置在彎度線上的渦面模擬。對稱翼型的氣動特性：①翼型的升力系數(shù)與幾何迎角成正比，且?guī)缀斡菫?時，升力系數(shù)也為0②翼型的升力線斜率為2π③翼型的壓力中心和氣動中心都在1/4弦線處。表面摩擦阻力的估計：層流流動??5.0x1.328 Cf? RexRec0.37x0.074

C?f/51/5Re1Rexc 表面摩擦阻力的估計：湍流流動??轉(zhuǎn)捩：由前緣開始的流動總是層流。接著在前緣點下游某點處，層流邊界層開始失穩(wěn)，并且流動中開始觸發(fā)小的湍流，經(jīng)過一段叫做轉(zhuǎn)捩區(qū)的區(qū)域后，邊界層變成完全的湍流。臨界雷諾數(shù)=??V?xcr ?? 流經(jīng)翼型的真實流動中存在前緣失速和后緣失速。升阻比L/D是衡量翼型氣動效率的一個標(biāo)尺，最大升力系數(shù)cl,max。為了提高最大升力系數(shù)，可以采用高升力裝置，如襟翼和前緣縫翼。另外，厚度也是影響最大升力系數(shù)的關(guān)鍵。

第五章

實際作用在亞聲速機翼上的總阻力是由誘導(dǎo)阻力Di，表面摩擦阻力Df及流動分離產(chǎn)生的壓差阻力Dp構(gòu)成的。由黏性引起的阻力又稱為型阻。型阻系數(shù)定義為cd?Df?Dpq?S

誘導(dǎo)阻力系數(shù)為CDi?Di q?S 機翼的翼梢旋渦會在機翼周圍產(chǎn)生一個小的向下的誘導(dǎo)速度。這一由尾旋渦誘導(dǎo)出一個很小的向下的速度分量，稱之為下洗速度，用?表示 由于下洗的存在，以及下洗使得相對來流向下偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)，對當(dāng)?shù)匾硇推拭婢哂幸韵聝蓚€重要的影響：①當(dāng)?shù)匾硇推拭嬲嬲惺艿降挠鞘且硇拖揖€與當(dāng)?shù)叵鄬砹髦g的夾角?eff，定義?eff為有效迎角。?eff????i②各翼型剖面的當(dāng)?shù)厣Ψ较蚺c當(dāng)?shù)叵鄬砹鞣较虼怪保瓷Ψ较蛟谂c來流垂直向上的基礎(chǔ)上又向后偏轉(zhuǎn)了一個?i角。所以當(dāng)?shù)厣κ噶吭趤砹鞣较蛏蠒a(chǎn)生一個分量，這個分量叫做誘導(dǎo)阻力。普朗特升力線理論的基本方程為

?（y0)??(y0)1??L?0(y0)?πV?c(y0)4πV?(d?/dy)dy??b/2y0?y

b/2橢圓升力分布：環(huán)量隨展向距離呈橢圓關(guān)系變化。因此這種環(huán)量分布稱為橢圓環(huán)量分布。

第六章

本章為三維不可壓流，與二維流動進行對比便于理解。三維點源Vr??2πr2 ??-

?4πr

三維偶極子??-?cos?24πr3繞球的流動V??V?sin?

2球面上的最大速度要比圓柱上的小。這是三維泄流效應(yīng)的一個例子。三維泄流效應(yīng)是所有的三維流動中存在的普遍現(xiàn)象。

學(xué)習(xí)總結(jié)

在本學(xué)期，對《空氣動力學(xué)》的前六章進行了學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)，對空氣動力學(xué)基本概念有了一些認(rèn)識，對一些流動有了初步了解。教材中的內(nèi)容難度并不大，但內(nèi)容很豐富，很多地方值得以后繼續(xù)深入研究。該課程激發(fā)了我對將來學(xué)習(xí)的熱情，對我?guī)椭艽蟆?/p>

第二篇：列車空氣動力學(xué)概論教學(xué)大綱

《列車空氣動力學(xué)概論》教學(xué)大綱

課程的基本描述

課程名稱

列車空氣動力學(xué)概論

【單擊此處輸入英文課程名稱】

課程編號

20CL0212

考核方式

考查課

課程性質(zhì)

專業(yè)方向課

適用專業(yè)

車輛工程系

參考教材

理論

田紅旗

.列車空氣動力學(xué).中國鐵道出版社，第一版，2007

實訓(xùn)

張英朝

.汽車空氣動力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù).北京大學(xué)出版社，2011

總

學(xué)

時

32學(xué)時

理論學(xué)時

24學(xué)時

實訓(xùn)學(xué)時

8學(xué)時

上機學(xué)時

0學(xué)時

學(xué)

分

2學(xué)分

開課學(xué)期

第5學(xué)期

前導(dǎo)課程

高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)

后續(xù)課程

車輛動力學(xué)軟件原理及應(yīng)用

課程說明

2.1

課程的地位與任務(wù)

《列車空氣動力學(xué)概論》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生具備進行列車空氣動力學(xué)分析的的基本知識和基本手段。課程任務(wù)要求具體如下：

1、學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程，應(yīng)能掌握流體力學(xué)的基本知識、影響列車運行的空氣動力學(xué)因素以及空氣動力學(xué)基礎(chǔ)知識；

2、掌握列車空氣動力學(xué)研究手段，數(shù)值分析方法，了解列車空氣動力學(xué)分析在高速列車外形設(shè)計中的地位與作用，進而具有綜合運用所學(xué)的知識，研究改進或開發(fā)新的列車外形的能力。

2.2

課程教學(xué)目標(biāo)

能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決車輛系統(tǒng)復(fù)雜工程問題。具備解決車輛系統(tǒng)復(fù)雜工程問題所需的工程基礎(chǔ)知識和技能。

2.3

學(xué)時分配

學(xué)時數(shù)要與下面內(nèi)容中的學(xué)時分配數(shù)相一致。

學(xué)時分配表

章

次

標(biāo)

題

理論學(xué)時

實訓(xùn)學(xué)時

任務(wù)一

緒論

0

任務(wù)二

流體靜力學(xué)

0

任務(wù)三

流體動力學(xué)

0

任務(wù)四

理想不可壓縮流體平面位流

0

任務(wù)五

粘性流體及邊界層理論

任務(wù)六

列車空氣動力學(xué)問題

任務(wù)七

專題討論

0

總學(xué)時

2.4

課程的主要特點

本課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，課程目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生具備進行列車空氣動力學(xué)分析的的基本知識和基本手段。

2.5

教學(xué)方法

1．采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

2．在教學(xué)內(nèi)容上，系統(tǒng)講授流體力學(xué)、空氣動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本方法，使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握用于解決列車空氣動力學(xué)問題的專業(yè)基礎(chǔ)知識。

3．在教學(xué)過程中采用電子教案，CAI課件，多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)相結(jié)合，提高課堂教學(xué)信息量。

4．理論教學(xué)與工程實踐相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生利用計算流體力學(xué)分析軟件，解決具體的列車流線型頭型設(shè)計問題。

5.課內(nèi)討論和課外答疑相結(jié)合，每周至少一次進行答疑。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配

任務(wù)一

緒論（2學(xué)時）

掌握程度采用了解、理解和運用，具體含義如下：

了解：能記住學(xué)習(xí)過的內(nèi)容。

理解：能領(lǐng)會課程內(nèi)容的含義，掌握知識的內(nèi)涵。

掌握：能在新的具體情況下應(yīng)用所學(xué)知識解決問題。

各知識點的重要程度劃分為核心、推薦、可選，具體含義如下：。

核心：該知識點是核心知識單元的一部分。

推薦：該知識點不是核心知識單元的一部分，但應(yīng)包含在必修課程中。

可選：該知識點屬于選修知識單元。

教學(xué)內(nèi)容以2學(xué)時為一個教學(xué)單元進行編寫。

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.物質(zhì)形態(tài)（了解，可選）

2.空氣動力學(xué)的發(fā)展與分類（理解，推薦）

3.量綱與單位（理解，推薦）

重點：課程的研究對象。

難點：內(nèi)容及學(xué)習(xí)目的。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)二

流體靜力學(xué)（4學(xué)時）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.了解流體的各種屬性，包括：易流性、壓縮性、粘性等（理解，推薦）

2.掌握流體靜力平衡微分方程（掌握，核心）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時）：

3.流體靜力平衡微分方程分析（掌握，核心）

4.掌握標(biāo)準(zhǔn)大氣的特征。（理解，推薦）

重點：流體的屬性。

難點：流體靜力平衡計算及分析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)三

流體動力學(xué)（4學(xué)時）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.掌握流體運動的描述方法（理解，推薦）

2.能分析流體微團的運動特征（理解，推薦）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時）：

3.掌握理想流體運動微分方程組（掌握，核心）

4.掌握流體運動的積分方程組（掌握，核心）

重點：流體的描敘以及流體的運動特征。

難點：流體運動的計算及分析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)四

理想不可壓縮流體平面位流（4學(xué)時）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.理想不可壓縮流體平面位流的基本方程（掌握，核心）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時）：

2.掌握幾種簡單的二維位流基本方程（理解，推薦）

3.了解一些簡單的流體迭加（了解，可選）

重點：理想不可壓縮流體平面位流的描述。

難點：理想不可壓縮流體平面位流的計算。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)五

粘性流體及邊界層理論（4學(xué)時）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.掌握流體的粘性及其對流動的影響（理解，推薦）

2.掌握粘性流體運動方程（掌握，核心）

教學(xué)內(nèi)容2（2學(xué)時）：

3.掌握邊界層近似及其特征（理解，推薦）

4.掌握平面不可壓縮流體層流邊界層方程（理解，推薦）

重點：流體粘性對流動的影響，粘性流體的運動形式，邊界層概念。

難點：粘性流體運動方程的計算和解析。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

任務(wù)六

列車空氣動力學(xué)問題（2學(xué)時）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.掌握列車空氣動力學(xué)影響因素（理解，推薦）

2.列車空氣動力學(xué)研究方法（理解，推薦）

3.列車外形設(shè)計與空氣動力學(xué)的關(guān)系（理解，推薦）

重點：列車空氣動力學(xué)方法解析。

難點：列車外形設(shè)計。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后作業(yè)

任務(wù)七

專題討論（2學(xué)時）

教學(xué)內(nèi)容1（2學(xué)時）：

1.了解流體粘性特征（理解，推薦）

2.在了解列車空氣動力學(xué)特性及影響因素基礎(chǔ)上，掌握高速列車中一般采用了哪些具體措施來具體應(yīng)對空氣動力學(xué)問題（了解，可選）

重點：流體粘性。

難點：列車空氣動力學(xué)運用。

講授提示與方法：采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

作業(yè)：

1.課后習(xí)題

實訓(xùn)設(shè)計

4.1實訓(xùn)教學(xué)基本信息

實訓(xùn)學(xué)時

實訓(xùn)學(xué)時及項目分配

驗證性

演示性

綜合性

設(shè)計性

合　計

4.2實訓(xùn)教學(xué)目的與基本要求

1.自學(xué)某種計算流體動力學(xué)軟件，如fluent，ansys，starccm等；

2.掌握和理解列車外流場分析的模型簡化方法；

3.分析影響外流場分布的主要因素

4、撰寫研究報告。

4.3主要儀器設(shè)備

【單擊此處輸入正文】

4.4主要消耗材料

【單擊此處輸入正文】

4.5實訓(xùn)項目設(shè)置

序號

實訓(xùn)項目名稱

實訓(xùn)目的及內(nèi)容提要

學(xué)時數(shù)

實訓(xùn)類型

實訓(xùn)要求

每組人數(shù)

列車流場分析

掌握和理解列車外流場分析的模型簡化方法

設(shè)計

必做

合計

考核與成績記載

5.1

考核的方式及成績的評定

1.平時考核（占總成績50%）：

30分出勤和紀(jì)律+5分聽課筆記+5分測驗及作業(yè)+5分期中考試+5分實訓(xùn)

2.期末考核（占總成績50%）：論文

執(zhí)筆人

審核人

3.成績評定：百分制（考試）

第三篇：高速鐵路隧道空氣動力學(xué)關(guān)鍵技術(shù)

附件二

駐外科技機構(gòu)推薦項目

一、目錄

一、目錄........................................................1

二、駐外科技機構(gòu)推薦項目簡介.........................................2 序號61

高速鐵路隧道空氣動力學(xué)關(guān)鍵技術(shù)............................2 序號62

激光清理雕像表面技術(shù)......................................4 序號63

生物質(zhì)氣化技術(shù)（新型氣化反應(yīng)爐設(shè)計）……………………………5 序號64

航空移動通訊系統(tǒng)..........................................6 序號65

納米自潔涂料產(chǎn)品開發(fā)......................................7

二、駐外科技機構(gòu)推薦項目簡介

序號61

高速鐵路隧道空氣動力學(xué)關(guān)鍵技術(shù)

（2007-052-瑞士-003）

瑞士的赫特爾工程公司（HBI公司）從事火車隧道、地鐵和公路隧道的通風(fēng)和氣體動力學(xué)的設(shè)計已有40年的歷史，在此期間完成了近500條隧道項目設(shè)計工作。多年來HBI一直致力于用計算機技術(shù)支持的軟件對通風(fēng)設(shè)施和氣體動力學(xué)進行設(shè)計，而且用模擬的方法進行更深一層次的計算（火災(zāi)模擬、煙的擴散、廢氣氣體等）。HBI公司擁有1維，2維和3維空間的計算軟件，用它可以模擬復(fù)雜的隧道系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中取得了良好的效果。HBI公司還積極參與了“PIARC”工作組的課題研究，并且是“PIARC”的成員之一。HBI公司愿意與中國伙伴分享下列自有技術(shù)，共同在中國開展有關(guān)業(yè)務(wù)：

1、隧道空氣動力學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)

——對隧道內(nèi)車輛和隧道本身的機械作用力 ——所需的列車牽引力大小

——隧道出入口的空氣爆炸效應(yīng)（空氣動力學(xué)效應(yīng)）——列車內(nèi)乘客的氣壓舒適度 ——對列車兩側(cè)的氣流計算

2、隧道氣候的關(guān)鍵技術(shù)

——鐵路隧道內(nèi)要求的溫度和濕度

——對于隧道內(nèi)設(shè)備和列車要求的溫度和濕度

3、隧道通風(fēng)方面的關(guān)鍵技術(shù) ——在通常運營情況下的隧道通風(fēng) ——在維修和保養(yǎng)時的隧道通風(fēng) ——在出現(xiàn)事故時的隧道通風(fēng)

技術(shù)成熟度：HBI公司擁有的隧道設(shè)計模擬工具以及豐富經(jīng)驗在許多重大工程項目的隧道建設(shè)中得到了成功的應(yīng)用，如目前世界最長在建隧道57公里圣哥達（St.Gotthard）鐵路隧道，德國慕尼黑磁浮列車工程，漢堡ELb隧道等。外方提出合作方式：

1、同中方伙伴合作，對具體隧道工程的空氣動力學(xué)、隧道氣候和通風(fēng)的設(shè)計方案提供支持以及優(yōu)化和審核。

2、共同開發(fā)適合中國的隧道空氣動力學(xué)、隧道氣候和通風(fēng)模擬軟件程序。

3、支持和協(xié)助高速鐵路隧道空氣動力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定。

序號62

激光清理雕像表面技術(shù)

（2007-055-波蘭-002）

雕塑作品常年暴露在空氣中，被空氣中的酸性物質(zhì)腐蝕變黑，難以清洗，是文物保護工作中一項難題，用激光的方法清除，具有效率高、不損壞文物表面等優(yōu)點。

本技術(shù)利用了硬殼污垢和本體在激光輻射吸收系數(shù)的巨大差異。對于Nd輻射：YAG激光，波長λ＝1.06μm，黑色污垢能吸收超過90％的輻射值，而清洗后的光潔表面僅吸收10～25％的輻射。黑色污垢吸收輻射后，在短時間內(nèi)（幾個～幾十個納秒內(nèi)）引起了溫度的快速上升，并使污垢受熱。加熱區(qū)域的擴大，產(chǎn)生足夠的應(yīng)力使污垢被去除。

外方單位：波蘭某技術(shù)學(xué)院 光電研究所 技術(shù)成熟程度：小規(guī)模試生產(chǎn)

外方提議合作方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓/技術(shù)入股/合作生產(chǎn)

序號63

生物質(zhì)氣化技術(shù)（新型氣化反應(yīng)爐設(shè)計）

（2007-056-以色列-002）

生物質(zhì)氣化技術(shù)主要是以低生物質(zhì)（如農(nóng)作物秸桿、木屑、柴草）等為原料的氣化技術(shù)，使低生物質(zhì)完成從固態(tài)到可燃?xì)怏w的轉(zhuǎn)化。氣化反應(yīng)爐是生物質(zhì)氣化工程的核心設(shè)備，現(xiàn)有的各種氣化反應(yīng)爐存在很多不足，如產(chǎn)生氣體中灰分和焦油含量較高，清理較麻煩；氣化過程比較慢，不能達到很高速度，不利于大工業(yè)生產(chǎn)；氣化生成的混合氣（一氧化碳和氫氣）與燃燒廢氣混合在一起，無法分離，限制了應(yīng)用范圍。

以色列理工學(xué)院教授設(shè)計的改進型Judd 反應(yīng)爐分為氣化室和燃燒室兩個部分。在氣化室中，充滿了溫度為1000℃左右的熱砂子，作為化學(xué)反應(yīng)的媒體和熱交換的載體。生物質(zhì)從氣化室頂部一側(cè)喂入后，與熱砂子充分混合，從而被加熱到1000℃左右。大約400攝氏度左右的主水蒸氣從氣化室底部注入，慢慢上升，與高溫的生物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生混合氣（氫氣和一氧化碳）。產(chǎn)生的混合氣與未反應(yīng)的高溫水蒸氣從氣化室頂部吹出，然后經(jīng)過冷卻過程除掉水蒸氣，得到比較純凈的混合氣。在氣化室的底部一側(cè)，加入水平方向的二級水蒸氣，通過水平的吹動，迫使氣化室中的熱砂子和未完全反應(yīng)的生物質(zhì)（即碳）從氣化室底部吹入到燃燒室中。固體混合物（未反應(yīng)的碳和砂子）進入燃燒室后，在強空氣的吹動下，向上流動并且發(fā)生完全燃燒反應(yīng)，從而將在氣化室中因還原反應(yīng) 而溫度有所降低的砂子重新加熱至1000℃以上。燃燒所產(chǎn)生的廢氣從燃燒室頂部逸出，而熱砂子由于重力和空氣的吹動作用回落入氣化室中，與新喂入的生物質(zhì)混合繼續(xù)進行氣化反應(yīng)。

該反應(yīng)爐的優(yōu)點：能得到較純凈的混合氣，可進一步作為化學(xué)工業(yè)原料使用，而不是僅僅作為燃料燃燒；由于水平二級水蒸氣的吹動作用，整個反應(yīng)爐的工作速度可以達到較高的水平，工藝過程易于控制，適合大工業(yè)生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡單，成本低易于制造維修。

技術(shù)成熟度：實驗室成果

外方提議合作方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓/技術(shù)入股/合作生產(chǎn)/ 外方希望與中國有關(guān)單位合作，對氣化反應(yīng)爐進行試驗和改進，然后實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

序號64

航空移動通訊系統(tǒng)

（2007-060-新西蘭-001）

新西蘭航空通訊設(shè)備是自行研究開發(fā)的新技術(shù)產(chǎn)品。該通訊設(shè)備可以使用一般的手機直接連接到航空通訊系統(tǒng)，不僅可以在航空系統(tǒng)內(nèi)通話，也可以接受普通手機的非航空系統(tǒng)之通訊。完成航空任務(wù)后，手機可以隨時卸下，用作普通手機。該設(shè)備其通話質(zhì)量比一般航空通訊要高，同時，該設(shè)備系統(tǒng)還可以同GPS相聯(lián)，飛行跟蹤，通訊和導(dǎo)航等，并可以取代現(xiàn)有固定的航空設(shè)備。該設(shè)備適用于所有的航空用途，特別適用于直升飛機，小型飛機，農(nóng)用飛機和救災(zāi)飛行等。

外方單位：新西蘭伊可集團公司

技術(shù)成熟度：專利/小規(guī)模生產(chǎn)

外方提議合作方式：出口產(chǎn)品/合作生產(chǎn)

感興趣者請三周內(nèi)盡快回復(fù)。

序號65

納米自潔涂料產(chǎn)品開發(fā)

Nano HybridCoatings 之納米自潔涂料設(shè)計配方及材料建立于 納米碳球及納米顆粒之混合共價鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計、采用美國賽斯納米科技公司擁有之完整納米碳球衍生物化學(xué)結(jié)構(gòu)專利之部分化學(xué)成份、配合納米顆粒之表面結(jié)構(gòu)設(shè)計、形成共價混合體(Hybrid)為納米自潔表面履膜之主材料、仿制自然荷葉表面之微結(jié)構(gòu)排列。其功能包括超排水性及灰塵不沾性、形成防水及自潔之表面履膜、以類似表面微結(jié)構(gòu)、亦可轉(zhuǎn)換成超容水性做生化應(yīng)用產(chǎn)品用途。

以超排水性及自潔功能系列產(chǎn)品而言、賽斯納米科專利技使用之納米碳球組件材料亦同時具有獨特光觸媒滅菌功能、在陽光或可見光(室內(nèi)燈光)照射下、可進行表面除菌防徽霉作用、以碳球組件之高度光觸媒穩(wěn)定性、配合表面缺水性可大幅減低細(xì)菌生存率、此項除菌作用是以具毒性之單性氧為破壞菌體之功能、故對干燥表面亦可生存之霉菌種亦可執(zhí)行光觸媒效用、此項光觸媒防菌功能加上一般自潔防塵功能、使Nano HybridCoatings 履膜材料優(yōu)于市場上現(xiàn)有之自潔涂料產(chǎn)品。同時 Nano HybridCoatings 之自潔單層履膜產(chǎn)品是以化學(xué)共價鍵為材料制造方法、比市場上現(xiàn)有之自潔涂料產(chǎn)品更耐用、具競爭潛力。在生產(chǎn)自潔履膜產(chǎn)品的成本分析上、其主成分之碳球原料在現(xiàn)有市場之小量購買價格為$4.0 per gram、大量(噸級)購買價格可遠(yuǎn)低于此價格一半以下、以 Nano HybridCoatings 之單層履膜設(shè)計來計算表面單層納米顆粒履蓋量、將其轉(zhuǎn)換計算成碳球原料用量、再導(dǎo)入原料每平方公尺成本可得1.5-2.0美分值、因而自潔履膜材料產(chǎn)品之主成本將決定于表面履膜制程及勞工成本、具同等于現(xiàn)有市場自潔產(chǎn)品之競爭潛力。

本計劃經(jīng)費需求預(yù)估為50萬美元，一次投入，占股40%。用以 完成納米自潔涂料之產(chǎn)品樣品開發(fā)送交美國主要的化學(xué)公司驗證。

初期銷售納米自潔關(guān)鍵成份材料及授權(quán)納米履膜制程為主、主要客戶包含Dow Chemical、BASF、DuPont等國際大型化學(xué)材料公司。后期銷售自有品牌之具納米自潔功能產(chǎn)品、主要聯(lián)盟客戶為汽車玻璃制造商、建材制造商、家具制造商、家電產(chǎn)品制造商、各項光電及電子零件制造商、及化學(xué)纖維廠等。2008年全世界膜工業(yè)總產(chǎn)值約年達100億美元，2010年中國膜工業(yè)的產(chǎn)值將達50億-80億元人民幣。2008年全世界玻璃工業(yè)總產(chǎn)值約達666億美元，包括中國玻璃工業(yè)總產(chǎn)值約達222億美元,及美國汽車門窗玻璃總產(chǎn)值約67億美元。以數(shù)量來說，在2008年, 全世界玻璃市場需求量將達到46億平方米以上。2010年中國的汽車玻璃市場需求量將達到7723萬平方米以上。

我們的專利技術(shù)有考慮生產(chǎn)成本,是采用浸泡(dipping Process)作為生產(chǎn)制程。

21世紀(jì)納米自潔涂料的自潔凈和凈化環(huán)境功能特性將成為人類創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境不可或缺的工具。建筑玻璃以及工業(yè)材料作為我們納米自潔涂料進入市場的首選主體。

外方單位：美國賽斯納米科技股份有限公司 技術(shù)成熟度：實驗室成果 外方要求：

1.尋求50萬美元投資資金，一次投入，占股40%。投資資金必須投資在美國。

2.項目負(fù)責(zé)人成博士將于6月17日到6月21日參加美國旅美專家協(xié)會訪問深圳與廣州。如對此項目感興趣的投資人請盡快與深圳市科技開發(fā)交流中心信息資源部聯(lián)系（電話：83699770）。

第四篇：風(fēng)機與空氣動力學(xué)考核說明(高職)

11—2012學(xué)第一學(xué)期期末考試

高職《風(fēng)力機與空氣動力學(xué)》課程考試考核說明

一、教材說明

選用教材為中國電力出版社出版的《工程流體力學(xué)》，主編為周欣 副主編林強。另增空氣動力學(xué)基礎(chǔ)知識。

二、課程的性質(zhì)、任務(wù)

本課程的性質(zhì)：《工程流體力學(xué)》課程是研究流體平衡、運動及能量間內(nèi)在聯(lián)系與相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的一門學(xué)科。本課程是熱能動力類專業(yè)的一門重要的專業(yè)(技術(shù))基礎(chǔ)課。本課程的主要任務(wù)：讓學(xué)生掌握流體平衡、運動及其能量之間的內(nèi)在聯(lián)系和轉(zhuǎn)換規(guī)律，能正確理解并應(yīng)用其基本原理去分析和解決工程實際問題。讓學(xué)生掌握基本的理論計算和實驗技能，為以后學(xué)習(xí)泵與風(fēng)機、電廠鍋爐、電廠汽輪機和熱力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等專業(yè)課程提供充分的理論準(zhǔn)備，為從事實際工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。

三、課程的基本要求

1.掌握流體的基本物理性質(zhì)；

2.掌握流體靜力學(xué)的基本理論及其應(yīng)用；

3.掌握流體運動學(xué)的基本概念和動力學(xué)的基本方程；

4.掌握實際管流損失和管道的基本水力計算；

5.了解流體的有旋流動和無旋流動，6.熟悉粘性流體柏努利方程，掌握理想流體流動的能量守恒原理，掌握其物理意義和幾何意義；

7.掌握氣體的一維流動的基本概念及基本方程。

四、課程考核內(nèi)容

1.流體的的物理性質(zhì)

(1)流體力學(xué)研究的主要內(nèi)容及分類，流體的定義，流場，連續(xù)性介質(zhì)假設(shè)，流體力學(xué)的發(fā)展史及其學(xué)習(xí)方法；

(2)流體的密度，壓縮性及膨脹性，粘性；

(3)作用在流體上的力。

2.流體靜力學(xué)內(nèi)容

(1)流體的靜壓強及其特性；

(2)流體平衡微分方程式，流體靜力學(xué)基本方程；

(3)壓強的計量與單位；

(4)流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用；

(5)液體的相對平衡；

(6)靜止液體作用在平面及曲面上的總壓力，浮力。

3.流體運動學(xué)基礎(chǔ)和理想流體動力學(xué)基礎(chǔ)

(1)描述流體運動的基本方法，流體的分類；

(2)流體運動學(xué)的基本概念，包括跡線與流線，系統(tǒng)與控制體等；

(3)連續(xù)性方程；

(4)理想流體的運動微分方程，伯努利方程及其應(yīng)用；

4.實際管流損失和管道的基本水力計算

(1)粘性流體總流的伯努利方程；

(2)粘性流體的兩種流動狀態(tài)，圓管中的層流及紊流流動；

(3)沿程損失及沿程阻力損失系數(shù)的實驗研究；

(4)局部損失及局部阻力損失系數(shù)；

(5)管道的水力計算。

5.了解二元理想流體的運動學(xué)基礎(chǔ)

6.了解實際流體的繞流運動

7.一元氣體動力學(xué)基礎(chǔ)

(1)掌握微弱擾動波在空間的傳播，聲速，馬赫數(shù)；

(2)了解一元氣體動力學(xué)基本方程；

五、說 明

1.本課程是熱能動力類專業(yè)一門重要的專業(yè)(技術(shù))基礎(chǔ)課，它以高等數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，為泵與風(fēng)機、電廠鍋爐、電廠汽輪機和熱力發(fā)電廠等后繼的專業(yè)課奠定理論基礎(chǔ)。

2.本課程系統(tǒng)地介紹流體力學(xué)的基本理論及其工程應(yīng)用，包括流體靜力學(xué)，流體運動學(xué)，流體動力學(xué)(含氣體動力學(xué))等，構(gòu)成了本課程的知識體系。

3.教學(xué)過程應(yīng)注重結(jié)合后繼專業(yè)課及工程實際介紹流體力學(xué)的理論體系。

4.本課程是熱能動力類專業(yè)的主干課程。

本課程的重點包括：流體的基本物理性質(zhì)及其應(yīng)用，靜壓強特點，流體靜力學(xué)基本方程及其應(yīng)用，描述流體運動的方法，流體運動學(xué)基本概念，流體動力學(xué)基本方程及其應(yīng)用，管內(nèi)流動狀態(tài)，流動水力損失，內(nèi)部管流的基本水力計算，氣體動力學(xué)的基本概念及基本方程等。

本課程的難點包括：流體基本物理性質(zhì)中的黏性，流體的相對平衡，靜止流體對固體壁面的總壓力，連續(xù)性方程的應(yīng)用(二維以上)，伯努利方程的實質(zhì)及其應(yīng)用，動量方程的應(yīng)用，紊流的動力學(xué)特點，兩類水力損失的計算，一元氣體動力學(xué)的基本方程，超音速氣流的沖波理論等。

第五篇：汽車動力學(xué)學(xué)習(xí)總結(jié)

汽車動力學(xué)學(xué)習(xí)總結(jié)

嚴(yán)格地說，車輛動力學(xué)是研究所有與車輛系統(tǒng)運動有關(guān)的學(xué)科。它涉及的范圍很廣，除了影響車輛縱向運動及其子系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)（如發(fā)動機、傳動、加速、制動、防抱死和牽引力控制系統(tǒng)等方面的因素）外，還有車輛在垂向和橫向兩個方面的動力學(xué)內(nèi)容，即行駛動力學(xué)和操縱動力學(xué)。行駛動力學(xué)主要研究由路面的不平激勵，通過懸架和輪胎垂向力引起的車身跳動和俯仰以及車輪的運動；而操縱動力學(xué)研究車輛的操縱性，主要與輪胎側(cè)向力有關(guān)，并由此引起車輛側(cè)滑、橫擺和側(cè)傾運動。

1輪胎動力學(xué)

輪胎是車輛重要的組成部分，直接與地面接觸。其作用是支承整車的重量，與懸架共同緩沖來自路面的不平度激勵，以保證車輛具有良好的乘坐舒適性和行駛平順性；保證車輪和路面具有良好的附著性，以提高車輛驅(qū)動性、制動性和通過性，并為車輛提供充分的轉(zhuǎn)向力。所以輪胎動力學(xué)的研究對于整車動力學(xué)研究具有重要意義。

輪胎的結(jié)構(gòu)特性很大程度上影響了輪胎的物理特性。所以輪胎模型的建立對于車輛輪胎動力學(xué)特性的研究具有重大影響。輪胎模型描述了輪胎六分力與車輪運動參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，輪胎模型在特定工作條件下的輸入量有縱向滑動率s側(cè)偏角α徑向變形ρ車輪外傾角γ車輪轉(zhuǎn)速ω轉(zhuǎn)偏率φ而輸出量為縱向力