第二部分随堂作业(4页).doc

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1、-第 1 页第二部分随堂作第二部分随堂作业业-第 2 页1.地球大气按什么划分，分为哪些层？各层主要有什么特点？根据大气中温度随高度的变化，通常按离地面沿铅垂高度，将地球大气自下而上划分为五个特根据大气中温度随高度的变化，通常按离地面沿铅垂高度，将地球大气自下而上划分为五个特征层段，这五个层段分别是对流层、平流层、中间层、热层和外层（又称散逸层）。征层段，这五个层段分别是对流层、平流层、中间层、热层和外层（又称散逸层）。对流层，气温随高度的升高而降低，风速和风向变化不定，空气上下对流剧烈，存在着有云、对流层，气温随高度的升高而降低，风速和风向变化不定，空气上下对流剧烈，存在着有云、雾、雨、雪等

2、复杂天气现象。雾、雨、雪等复杂天气现象。平流层，基本无上下对流，主要是沿水平方向的对流和水平风，能见度较好。平流层，基本无上下对流，主要是沿水平方向的对流和水平风，能见度较好。中间层，气温随高度升高而下降，空气有相当强烈的铅垂方向的运动。中间层，气温随高度升高而下降，空气有相当强烈的铅垂方向的运动。热层，空气密度极小，空气处于高度电离状态，温度随高度增高而上升。热层，空气密度极小，空气处于高度电离状态，温度随高度增高而上升。外层，空气极其稀薄，大气分子会不断向外自由散逸。外层，空气极其稀薄，大气分子会不断向外自由散逸。2.气体的状态参数有哪些？当为完全气体时，它们之间满足什么关系式？气体的状态

3、参数有压强、温度、密度。气体的状态参数有压强、温度、密度。它们之间满足的关系式为它们之间满足的关系式为：P=RT，其中其中 P 为气体压强为气体压强，是气体密度是气体密度，T 为气体温度为气体温度，R 是对是对应气体的气体常数。应气体的气体常数。3.什么是流体的质量连续性定理？其物理含义是什么？依据质量守恒定律，流管中任一部分的流体质量都不能中断或者堆积，在同样的时间间隔内，依据质量守恒定律，流管中任一部分的流体质量都不能中断或者堆积，在同样的时间间隔内，流进任一过流截面的流体质量必然与从该截面流出的流体质量相等，这就是流体流动的质量连流进任一过流截面的流体质量必然与从该截面流出的流体质量相等

4、，这就是流体流动的质量连续性定理。续性定理。可用可用：vA=常数常数 来表示来表示。若在不同流速和压强下流体的密度若在不同流速和压强下流体的密度始终保持不变始终保持不变，则上式可以写则上式可以写为为vA=常数常数。该式表明不可压流体在流动过程中该式表明不可压流体在流动过程中，平均流速与过流截面面积成反比平均流速与过流截面面积成反比。也就是说也就是说，流流体在截面变化的流管中流动时，截面积大的位置流速小，截面积小的位置流速高。体在截面变化的流管中流动时，截面积大的位置流速小，截面积小的位置流速高。4.什么是流体的伯努利方程？其代表的物理意义是什么？能量守恒定律表明，在任何与周围隔绝的物质系统中，

5、不论发生什么变化或过程，能量的形态能量守恒定律表明，在任何与周围隔绝的物质系统中，不论发生什么变化或过程，能量的形态虽然可以发生转换，但能量的总和保持恒定。伯努利方程就是能量守恒定理在运动流体中的具虽然可以发生转换，但能量的总和保持恒定。伯努利方程就是能量守恒定理在运动流体中的具体应用，它侧重描述了流动过程中流体压力和流速之间的关系及其转化。体应用，它侧重描述了流动过程中流体压力和流速之间的关系及其转化。可用：可用：P+0.5v2=常数常数来表示（来表示（3 分）。该式表明了伯努利方程的基本内容是关于压强分）。该式表明了伯努利方程的基本内容是关于压强和流速之间的变化关系，即流体在变截面管道中稳

6、定流动时，流速大的地方压强小，流速小的和流速之间的变化关系，即流体在变截面管道中稳定流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。地方压强大。5.试以流体流动的连续性定理和伯努利定理为基础，分别说明低速气流和高速气流流经扩张管时，其速度 v1、v2 和压强 P1、P2 的关系变化规律。-第 3 页低速气流流经扩张管时，管道扩张，低速气流流经扩张管时，管道扩张，A2A1，由于是低速气流，所以密度保持不变，由流体流，由于是低速气流，所以密度保持不变，由流体流动的连续性定理可知，气流的流速将减小，即动的连续性定理可知，气流的流速将减小，即 v2v1。由伯努利定理可知，流速减小则压强增。由伯努利定理

7、可知，流速减小则压强增大，即大，即 P1A1，由于是高速气流，所以密度发生剧烈减小，密度，由于是高速气流，所以密度发生剧烈减小，密度变化比横截面积变化引起的速度的变化快得多，密度的变化占了主导地位，由流体流动的连续变化比横截面积变化引起的速度的变化快得多，密度的变化占了主导地位，由流体流动的连续性定理可知，气流的流速依然会增加，即性定理可知，气流的流速依然会增加，即 v2v1。由伯努利定理可知，流速增大则压强减小，。由伯努利定理可知，流速增大则压强减小，即即 P1P26.拉瓦尔喷管是什么形状？气流在其内的流动特点是什么？拉瓦尔喷管是一种先收缩、后扩张的管道形状；拉瓦尔喷管是一种先收缩、后扩张的

8、管道形状；亚声速气流从左侧流入喷管，在喉道左半部，随管道截面积的逐渐减小，气流速度不断加快，亚声速气流从左侧流入喷管，在喉道左半部，随管道截面积的逐渐减小，气流速度不断加快，马赫数不断增加；马赫数不断增加；在喉道处，气流加速到当地声速，即在喉道处，气流加速到当地声速，即 Ma=1；在喉道右半部扩张段内，沿流程因管道截面不断增大，声速气流又不断地进行加速，成为超声在喉道右半部扩张段内，沿流程因管道截面不断增大，声速气流又不断地进行加速，成为超声速气流。速气流。7.超声速气流通过正激波后，其流动参数分别是如何变化的？超声速气流通过正激波后，波面前后空气的物理性质发生突变，会使空气在边界波位置处受到

9、超声速气流通过正激波后，波面前后空气的物理性质发生突变，会使空气在边界波位置处受到强烈压缩，波后空气压强突然增大，密度和温度也随之突然升高，由于气流收到很强的阻滞作强烈压缩，波后空气压强突然增大，密度和温度也随之突然升高，由于气流收到很强的阻滞作用，因此，气流流速会突然降低。用，因此，气流流速会突然降低。8.什么是临界马赫数？什么是局部激波？在某些情况下在某些情况下，飞机的飞行马赫数小于飞机的飞行马赫数小于 1，只要其飞行速度稍大于一个临界速度时只要其飞行速度稍大于一个临界速度时，则在机翼上则在机翼上下表面都有可能出现局部超声速气流，从而就产生了局部激波。与该临界速度相对应的马赫数下表面都有可

10、能出现局部超声速气流，从而就产生了局部激波。与该临界速度相对应的马赫数就称为就称为“临界马赫数临界马赫数”。当飞机的飞行速度超过临界马赫数时，机翼上就会出现一个局部超声速区，并在那里产生一个当飞机的飞行速度超过临界马赫数时，机翼上就会出现一个局部超声速区，并在那里产生一个正激波，这个正激波由于是局部产生的，所以称作正激波，这个正激波由于是局部产生的，所以称作“局部激波局部激波”。9.为了保证风洞试验结果尽可能与飞行实际情况相符，必须保证缩比模型与飞机之间的哪几个方面相似？为了保证风洞模型试验结果尽可能与飞机飞行实际情况相符，必须做到下列三个方面：为了保证风洞模型试验结果尽可能与飞机飞行实际情况

11、相符，必须做到下列三个方面：（1）几何相似：把模型各部分的几何尺寸按真飞机的尺寸，以同一比例缩小。）几何相似：把模型各部分的几何尺寸按真飞机的尺寸，以同一比例缩小。（2）运动相似运动相似：使真飞机同模型的各对应部分的气流速度大小成同一比例使真飞机同模型的各对应部分的气流速度大小成同一比例，而且流速方向也要而且流速方向也要相同。相同。（3）动力相似动力相似：使作用于模型上的空气动力使作用于模型上的空气动力升力和阻力升力和阻力，同作用于真飞机上的空气动力的同作用于真飞机上的空气动力的大小成比例，而且方向相同。大小成比例，而且方向相同。-第 4 页10.什么是激波阻力，有何特点，如何减小飞机飞行时的激波阻力？飞行器在跨声速和超声速飞行时，因激波升压和阻滞气体流动而产生的阻力成为激波阻力。飞行器在跨声速和超声速飞行时，因激波升压和阻滞气体流动而产生的阻力成为激波阻力。马赫数越大，激波越强，所带来的波阻就越大；物体的形状对前方来流的阻滞作用越强，产生马赫数越大，激波越强，所带来的波阻就越大；物体的形状对前方来流的阻滞作用越强，产生的激波就越强，波阻就越大。的激波就越强，波阻就越大。在设计超声速巡航飞行器是，其机头往往设计为尖形或锥形，机翼前缘部分也为扁尖形，尽可在设计超声速巡航飞行器是，其机头往往设计为尖形或锥形，机翼前缘部分也为扁尖形，尽可能较小飞行激波阻力。能较小飞行激波阻力。