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  • 1 # 腦洞大開萌兒

    首先,更正一下,飛機外殼是由鋁合金組成,不是鐵。

    空氣動力學是力學的一個分支,研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體的流動規律和伴隨發生的物理化學變化。它是在流體力學的基礎上,隨著航空工業和噴氣推進技術的發展而成長起來的一個學科。

    空氣動力學是由流體力學的一個分支。

    流體力學基本假設

    連續體假設

    物質都由分子構成,儘管分子都是離散分佈的,做無規則的熱運動.但理論和實驗都表明,在很小的範圍內,做熱運動的流體分子微團的統計平均值是穩定的.因此可以近似的認為流體是由連續物質構成,其中的溫度,密度,壓力等物理量都是連續分佈的標量場.

    質量守恆

    質量守恆目的是建立描述流體運動的方程組.尤拉法描述為:流進絕對座標系中任何閉合曲面內的質量等於從這個曲面流出的質量,這是一個積分方程組,化為微分方程組就是:密度和速度的乘積的散度是零(無散場).用尤拉法描述為:流體微團質量的隨體導數隨時間的變化率為零。

    動量定理

    流體力學屬於經典力學的範疇。因此動量定理和動量矩定理適用於流體微元。

    應力張量

    對流體微元的作用力,主要有表面力和體積力,表面力和體積力分別是力在單位面積和單位體積上的量度,因此它們有界。由於我們在建立流體力學基本方程組的時候考慮的是尺寸很小的流體微元,因此流體微團表面所受的力是尺寸的二階小量,體積力是尺寸的三階小量,故當體積很小時,可以忽略體積力的作用。認為流體微團只是受到表面力(表面應力)的作用。非各向同性的流體中,流體微團位置不同,表面法向不同,所受的應力是不同的,應力是由一個二階張量和曲面法向的內積來描述的,二階應力張量只有三個量是獨立的,因此,只要知道某點三個不同面上的應力,就可確定這個點的應力分佈情況。

    粘性假設

    流體具有粘性,利用粘性定理可以匯出應力張量。

    能量守恆

    具體表述為:單位時間內體積力對流體微團做的功加上表面力和流體微團變形速度的乘積等於單位時間內流體微團的內能增量加上流體微團的動能增量。

    飛機在空中以一定速度飛行,上下表面的大氣壓力不一樣,產生向上的升力。當升力大於等於重力是可以在空中勻速運動或其他運動的。

    浮力指物體在流體(包括液體和氣體)中,各表面受流體(液體和氣體)壓力的差(合力)。公元前245年,阿基米德發現了浮力原理。浮力的定義式為F浮=G排(即物體浮力等於物體下沉時排開液體的重力),計算可用它推匯出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液體密度,單位千克/立方米;g:重力與質量的比值g=9.8N/kg在粗略計算時,g可以取10N/kg,單位牛頓;V排:排開液體的體積,單位立方米)。液體的浮力也適用於氣體。

    浮力:浸在液體(或氣體)裡的物體受到液體(或氣體)向上託的力。

    浮力的方向:與重力方向相反,豎直向上。

    浮力產生的原因:浸在液體或氣體裡的物體受到液體或氣體對物體向上的和向下的壓力差[1] 。

    物體在液體中下表面受到的壓力大於物體在液體中上表面受到的壓力,所以合力為F向上-F向下,原因是液體內部向各個方向都有壓強,那麼物體上表面受到液體給它的一個向下的壓力,而物體下表面受到液體給它的一個向上的壓力。由於在同種液體中,深度越大,壓強越大,所以物體下表面受到的壓力很明顯要大於物體上表面受到的壓力,所以是F向上-F向下

    其實空氣密度忽略不計。羽毛有體積,可是密度小,浮力大於重力。如果加工壓縮,使其體積縮小,也會沉入水中的。

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