词条 空气动力学

空气动力学

空气动力学,是流体力学的一个分支,主要研究物体在空气或其它气体中运动时所产生的各种力。

  • 空气动力学为流体力学在工程上的应用力学,特别讨论在马赫数大于0.3的流场情形。
  • 空气动力学因为讨论的状况接近真实流体,考虑了真实流体的黏滞性、可压缩性、三维运动等特点,所以得到的计算方程式比较复杂,通常为非线性的偏微分方程式形式。这种方程在绝大多数的情况下都难以求得解析解的,加之早期计算技术还比较落后,所以当时大多是以实验的方式来求得所需的数据。
  • 随着计算机技术的迅速发展,使用计算机进行大量数值运算来求解空气动力学方程式成为可能。利用数值法以及计算流体力学方法,可以求出非线性偏微分方程的数值解,得到所需要的各种数据,从而省去了大量的实验成本。由于数学模型的不断完善以及计算机计算能力的不断提高,现在已经可以采用电脑模拟流场的方式来取代部分空气动力学实验。
空气动力学相关文献
空气
成分右表中列出空气在海平面上的成分。一般人们通过蒸馏液化的空气的方法来分离空气的成分。氮氮气是一种化学上非常惰性的气体,但不属于惰性气体。只有通过固氮它才进入氮循环,能够被生物所利用。生物的氨基酸需要氮。通过反硝化作用氮回到空气中。在技术上人们使用哈柏法将空气中的氮加工为肥料。固氮与反硝化作用基本上互相抵消,对空气中的氮的浓度没有影响。在深潜的过程中(潜水深度大于60米)压缩空气瓶中的氮会被氦代替,否则的话血液中溶的氮会导致氮麻醉。氧氧是一种重要的氧化剂,它使得空气具有氧化的作用。几乎所有化学燃烧和生理呼吸都需要氧。空气中的氧是通过光合作用产生的。在整个地球历史中通过光合作用所产生的氧的总量约是今天空气中氧的总量的20倍。氩氩是一种惰性气体。它基本上不参加化学反应。因此在焊接时氩用来当作保护气。此外由于它相对于空气而言导热性比较差,因此它也被用来作为气密窗玻璃之间的隔热气体。水蒸气按照空气...
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酶动力学
历史1902年,维克多·亨利(VictorHenri)提出了对酶动力学进行定量的理论,但是由于忽略了溶液中氢离子浓度的影响,他的实验结果无法验证这一理论。在1909年,PeterLauritzSørensen提出了对数的pH尺度并引入“缓冲”这一概念后,德国化学家LeonorMichaelis和他的加拿大博士后MaudLeonoraMenten重复了Henri的实验,实验结果肯定了Henri所提出的方程。这一方程被称为Henri-Michaelis-Mentenkinetics或Michaelis-Mentenkinetics,中文对应名称为米氏方程。这一工作被G.E.Briggs和J.B.S.Haldane所进一步发展,此二人所提出的动力学方程至今仍得到广泛使用。多层基板的反应多层基板的反应,后续复杂的速率方程描述如何衬底的约束,以及以何种顺序。化学机理一个很重要的目的测量酶动力学是确定...
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气动力学
和液压系统的比较气压系统和液压系统都是流体动力(英语:fluidpower)的应用。气动力学用容易压缩的空气或是气体做为动力来源,而液压系统用不容易压缩的液体(如液压油)为动力来源。大部分工业气压系统的压力约在80至100磅力每平方英寸(550至690千帕斯卡),而液压系统的压力约在1,000至5,000psi(6.9至34.5MPa),特殊应用可以超过10,000psi(69MPa)。气压系统的优点可简化设计及控制:用标准的气缸及元件即可设计,用简单的开关控制即可操作。可靠度:气动系统的寿命长,且不太需要维护,因为气体可压缩,设备较不会因为冲击而损坏。气体可以吸收过大的受力,而液压系统会直接将力传送出去。气动系统在电力中断后,因为压缩气体的压力,仍可以运作一小段时间。安全:相较于使用液压油的液压系统,气压系统失火的可能性小很多,新型的机器多半允许一定程度过载,而且在过载时机器处于安全状态...
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空气动力学
其他领域中的空气动力学除航空航天外,空气动力学在其他领域也有非常重要的应用。在包括汽车在内的所有交通工具的设计中,它都是一个很重要的因素。大型建筑物涉及到风载荷,市内空气动力学研究城市的微气候环境,环境空气动力学研究大气环流和飞行对生态系统的影响。还有发动机设计所涉及的热流和内流也是空气动力学非常重要的一个方面。连续性假设气体是由微观上不断作热运动并相互碰撞的分子组成的。然而在空气动力学中,气体被假定为连续的。这是因为气体的各种性质如密度、压力、温度以及速度在无限小的点上有很好的定义,而且从一点到另一点是连续变化的。气体的离散性和原子性可以忽略不计,所以从宏观上来讲,气体是可以被看成具有连续性的物质。当然气体非常稀薄时,连续性假设不再成立,此时采用统计力学研究是一种更好的选择。守恒定律空气动力学问题的求解依赖于气体在三个方面的守恒:质量守恒:只有在气体的速度高至必须考虑相对论效应时此定律才...
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动力学
力力是一种造成物体加速的影响,也可以感官体验为一种推挤或拖拉,这会造成物体改变方向、改变速度、暂时性或永久性的形变。力会迫使改变物体的运动状态。力是一个矢量,具有大小和方向。牛顿运动定律牛顿运动定律描述物体与力之间的关系,被誉为是经典力学的基础。这定律是英国物理泰斗艾萨克·牛顿所提出的三条运动定律的总称,其现代版本通常这样表述:第一定律(惯性定律):存在某些参考系,在其中,不受外力的物体都保持静止或匀速直线运动。第二定律(加速度定律):施加于物体的合外力等于此物体的质量与加速度的乘积。第三定律(作用力与反作用力定律):当两个物体互相作用时,彼此施加于对方的力,其大小相等、方向相反。牛顿在发表于1687年7月5日的钜著《自然哲学的数学原理》里首先整理出这三条定律。应用这些定律,牛顿可以分析各种各样动力运动。例如,在此书籍第三卷,牛顿应用这些定律与牛顿万有引力定律来解释开普勒行星运动定律。分支...
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