飞机百年发展与空气动力学

飞机的发明是人类历史的一个重大转折点，飞机改变了人类社会的面貌。它使交通运输和商业往来方式发生了革命；它使战争模式发生了根本性变化；它是促进科技进步的动力；它是人类太空飞行的起点，航空与飞机将永远都是人类历史上最伟大的成就之一，回顾了飞机百年发展的基本情况和取得的主要成就，着重指出空气动力学对于飞机发展所起到的重要作用，并对未来飞机发展进行了展望。     

建筑空气动力学

一、引言风对建筑物的作用,是正在迅速发展中的风力工程学科的一类重要课题(Cermak 1975)。建筑物表面上的风压引起定常荷载与非定常荷载(Scruton与Rogers 1971),而当风吹过或绕过建筑物时,则有热、质量和动量的迁移(Halitsky 1968,McCormick 1971)。强风的风压可以毁坏建筑物的主要构件,损坏表面装饰,使玻璃破碎,引起建筑物摇晃,      

空气动力学研究会在上海成立

中国空气动力学研究会成立大会和第一次全国学术交流会于1980年6月在上海举行.这是空气动力学界的一次空前盛会.出席这次大会的有来自全国航空、宇航各有关军兵种和民用工业部门中从事空气动力研究工作的近200人.会议通过了"空气动力学研究 ...     

计算空气动力学述评

一,引言计算空气动力学在60年代初期才开始形成,近十多年来有很大发展,大大促进了空气动力学的研究工作,开始改变了一些原有的传统气动设计方法。很多从前难以模拟的复杂飞行器绕流问题,现在可以模拟了。它在飞行器的发展中起着越来越大的作用。另一方面,宇航事业的高速发展又反过来不断对计算空气动力学提出各种复杂且计算量大      

高速列车空气动力学

着重描述了高速列车与其它交通工具在空气动力学方面的差异，重点在包括磁悬浮列车（Maglev）在内的现代高速列车。这些差异与下述因素紧密相关：高速列车贴近地面或轨道运行、其长径比远大于其它交通工具、两列火车会擦身而过，与道旁建筑物相互干扰、常受到横风的干扰、通过隧道时会产生隧道出入口效应。本文综述了最新的相关信息，涵盖实验技术和实验结果、理论分析和数值方法。     

关于非定常空气动力学

一、非定常空气动力学及其应用非定常空气动力学研究与时间相关的空气动力学问题。它比相应的定常问题不仅多了一个自变量,而且本质上要复杂得多:首先,每一时刻的非定常气动力既依赖于当时的气流状况,又依赖于前一段时间内气流运动的整个时间历程;其次,非定常气动力是个动态过程,它必然与物体的惯性和弹性耦合起来,构成复杂的气动弹性动力学问题。这样一来,就给解      

体育运动中的空气动力学

许多运动项目成绩的提高和体育器材的改进,都与空气动力学有着很密切的关系. 本文通过排球发飘球和标枪投掷运动两个典型例子,概要介绍了空气动力学的作用. 通过风洞试验、理论计算和现场实测结果,为改进器材性能,提高运动成绩,提供了理论依据.     

小型飞行器空气动力学

对小型飞行器设计中涉及的空 气动力学问题进行了综述.描述了雷诺数和展弦比对固定翼飞行器的设计以及飞行 性能的影响.在低雷诺数飞行范围,翼型上边界层的特性对飞行器的设计尤为关键. 本文讨论了大量有关层流边界层(包括层流分离泡影响)的实验,作为例子,列举了几 个此飞行雷诺数范围的小型低空无人驾驶飞行器(UAVs).此外,对扑动翼推进的理论 模型进行了简述;其范围涵盖了早期的准定常附着流模型,以及后来计及非定常尾涡、 流动分离以及气动弹性等效应的模型.文中还介绍了那些与理论互补并最终导致扑 翼机设计成功的实验.     

旋转弹空气动力学

本文叙述了旋转弹空气动力学的形成和研究内容;评述了它的研究进展,其中包括我们自己的理论与实验成果;阐述了与旋转弹气动设计有关的几个问题;指出了值得注意的研究动向.      

哥廷根学派与我国空气动力学的发展

1983年是人类实现动力飞行80周年。回顾过去,空气动力学吸引了几代杰出的科学家,为航空和航天事业的发展作出了巨大贡献。100多年前,在英国航空学会的第14届年度报告中有这样一句话:“就飞行问题来说,一直到今天,数学对我们是完全没有用处的。”100多年以后,情况发生了根本的变化,空气动力学已成为数学和工程结合得最紧密的典范。      

西德航空航天研究院和格廷根空气动力学研究所的空气动力学研究

笔者于1974年6月到1976年3月在格廷根的西德航空航天研究院-格廷根空气动力学研究所(DFVLRAVA)的稀薄气体力学研究所工作了近两年。现在根据在此期间的见闻,介绍DFVLR和AVA的空气动力学的研究状况。     

多体空气动力学研究进展

多体飞行器普遍存在于航空航天、空天和武器领域中, 主要有以下三大类型: (1) 多个飞行器相互不接触的近距离飞行; (2) 多体飞行器相互接触或组合飞行; (3) 多体飞行器回收或解锁分离过程的相对运动. 多体飞行器在飞行、回收或分离过程中存在相互的流场干扰或作用, 使多体飞行器具有不同于孤立体飞行器的流动物理或特征, 特别是在超声速、高超声速的多体流动中, 多体间存在多重激波反射、衍射以及激波与旋涡、激波与边界层相互干扰或作用, 这些复杂流动能显著地改变多体飞行器的空气动力学特性. 作者引入“多体空气动力学”概念对多体飞行器这一类问题进行概括和总结, 并阐述其基本内涵、应用场景和研究方法/手段及典型多体构型的超声速/高超声速流动结构和特征.      

国外空气动力学进展概况

由于研制飞机、导弹、卫星、飞船的需要,从五十年代起,美苏及其他一些资本主义国家,非常重视空气动力学的研究和发展。美国专门成立了五、六个大的航空和航宇研究中心,制定了系统的研制发展规划,建造了各种速度、尺寸配套的气动实验设备,开展了多方面的理论计算和实验研究工作。美国空军、海军及各大飞机、导弹公司,都有强大的气动力科研队      

昆虫飞行的空气动力学

昆虫是最早出现、数量最多和体积最小的飞行者,它们能悬停、跃升、急停、快速加速和转弯,飞行技巧十分高超,由于尺寸小,因而翅膀的相对速度很小,从而进行上述飞行所需的升力系数很大,但昆虫翅膀的雷诺数又很低。它们是如何在低雷诺数下产生高升力的,是流体力学和生物学工作者都十分关心的问题,近年来这一领域有了许多研究进展。该文对这些进展进行综述,并对今后工作提一些建议。因2005年前的工作已在几篇综述文章有了详细介绍,该文主要介绍2005年以来的工作。首先简述昆虫翅的拍动运动及昆虫绕流的基本方程和相似参数;然后对2005年之前的工作做一简要回顾。之后介绍2005年后的进展,依次为:运动学观测;前缘涡;翅膀柔性变形及皱褶的影响;拍动翅的尾涡结构;翼/身、左右翅气动干扰及地面效应;微小昆虫;蝴蝶与蜻蜓;机动飞行。最后为对今后工作的建议。     

昆虫飞行的空气动力学

昆虫是最早出现、数量最多和体积最小的飞行者. 它们能悬停、跃升、急停、快速加速和转弯, 飞行技巧十分高超. 由于尺寸小, 因而翅膀的相对速度很小, 从而进行上述飞行所需的升力系数很大. 但昆虫翅膀的雷诺数又很低. 它们是如何在低雷诺数下产生高升力的, 是流体力学和生物学工作者都十分关心的问题. 近年来这一领域有了许多研究进展. 该文对这些进展进行综述, 并对今后工作提一些建议. 因2005 年前的工作已在几篇综述文章有了详细介绍, 该文主要介绍2005 年以来的工作. 首先简述昆虫翅的拍动运动及昆虫绕流的基本方程和相似参数; 然后对2005 年之前的工作做一简要回顾. 之后介绍2005 年后的进展, 依次为: 运动学观测; 前缘涡; 翅膀柔性变形及皱褶的影响; 拍动翅的尾涡结构; 翼/身、左右翅气动干扰及地面效应; 微小昆虫; 蝴蝶与蜻蜓; 机动飞行. 最后为对今后工作的建议.      

吴镇远空气动力学研究中心

吴镇远空气动力学研究中心（J．C．Wu Center for Aerodynamics）正式成立于2007年9月29日,是由美国佐治亚理工学院教授、著名的空气动力学专家吴镇远先生出资与上海交通大学共同建立的。     

空气动力学和水动力学测试技术及仪表的新发展(Ⅱ)

<正> 5 温度测量 同压力测量一样,测量流体温度及输运该流体管道的管壁温度,一般来说也是必不可少的.为此,多年来就有一些使人满意的,安全可靠的测量设备.然而,当新方法有了发展的时候,新问题的出现,就必须修改现有设备.     

空气动力学和水动力学测试技术及仪表的新发展(Ⅰ)

近几年,高性能的测试新方法有了很大的发展并在各种实验室和研究中心得到应用。本文对这些新方法的原理作了简要描述,给出了在空气动学力及水动力学领域中的应用实例。这种测试技术的革新表明,研究人员有了这样众多的测量方法,就能更加精确地了解一些流动现象。     

昆虫飞行——非常规空气动力学

<正> 许多证据表明,昆虫飞行的机理与飞机及直升机的机理大不相同。zanker&Gotz测出了被系住的果蝇所产生的瞬时力。并发现这些力不能用常规空气动力学理论来解释。这些力也是这些果蝇使用不一般的方法来产生升力的证据。 在飞机稳态飞行时,空气在机翼上方流动比下方快。这时绕机翼周围有一纯环流。正是具有附体环流的机翼在空气中的运动产生了升力。可是,如果机翼从静止开始加速,那么它必须移动比它本身宽度长几倍的距离,才会有环流绕流机翼而产生足够的升力以使飞机达到稳态飞行。这一现象叫做Wagner效应。     

微型飞行器低雷诺数空气动力学

微型飞行器(MAVs)设计绝不是常规飞行器在尺度上的简单缩小,面临许多技术难题.其中微型飞行器低雷诺数空气动力学是其最为根本的技术瓶颈之一,也是当前受到广泛关注的热点之一.本文紧密结合微型飞行器技术,对这一领域中所面临的低雷诺数空气动力学问题和近两年来该方向国内一些新的进展进行了较为详细的介绍.按照MAVs飞行方式和结构特性进行分类,简单介绍微型飞行器研究中的低$Re$数空气动力学问题.首先介绍了二维和三维固定翼低雷诺数空气动力学问题:包括层流分离泡,翼型升力系数小攻角非线性效应,静态迟滞效应,以及低$Re$数小展弦比机翼气动特性.第2,介绍了拍动翼低雷诺数空气动力学方面的研究工作.包括前人提出的昆虫低$Re$数下获得高升力的多种非定常拍动翼飞行机制:Wagner效应、Weis-Fogh效应(clap-and-fling)、延迟失速效应(delayedstall)、Kramer效应(rotational forces)、尾迹捕获效应(wakecapture)、附加质量效应(addedmass)等.以及国内学者近几年在拍动翼方面取得的一些研究成果.第3,介绍了柔性翼低雷诺数气动问题.研究表明柔性翼对于固定翼微型飞行器提高抗阵风能力,拍动翼微型飞行器产生足够的升力和推力.最后简单介绍了可变形翼(morphingwing)微型飞行器方面的一些研究工作,指出微型飞行器技术可以通过采用可变形翼设计,突破众多的技术瓶颈.另一方面,可变形翼概念可以通过在低成本,低速的MAVs上进行飞行试验,获得非常好的验证平台.