边界层混合长度理论
发布日期:2018-03-22 20:23   浏览次数:
    在空气动力学发展的同时,薪性流体动力学也得到了迅猛的发展。普朗特于】904年首先提出划时代的边界层理论.从而使流体流动的无钻流动与猫性流动科学地协调起来,在数学和T-程之间架起了桥梁。1921年波尔豪生(Pohlhaus-en)将普朗特边界层微分方程通过积分,得到边界层动量方程应用于解决不可压有逆压梯度的砧性流动;1925年普朗特又提出实用的边界层混合长度理论;1938年冯·卡门和钱学森用边界层动量方程求解了可压流平板边界层问题;1945年林家翘发展了边界层稳定性理论,并在19”年发表了著名的“流体动力学稳定性理论”。1952年艾伦(Allen)提出了著名的钝体理论,为解决再人飞行器的气动热防护问题奠定了理论基础。
    1946年出现了第一台计算机以后,计算流体力学(CFD)逐渐获得发展,20世纪80年代以来,求解雷诺平均N一S方程(RAYS)方法、大涡模拟(LFS)方法以及直接数值模拟(DNS)方法都得到了不同程度的发展,至今它已成为气体动力学与空气动力学研究中的重要手段之一。
,.1.3空气动力学与气体动力学的分类
    从空气动力学与气体动力学的发展进程来看,20世纪初,随着普朗特边界层理论和儒可夫斯基升力定理的出现,开始有了提供飞机发展的现代空气动力学。随后的20多年,低速空气动力学得到了完善的发展。随着飞机飞行速度的提高.空气密度视作不变的假设己不复存在.从30年代末到第二次世界大战结束前后,把空气密度作为变盆的亚声速空气动力学理论,得到了发展并渐臻完善。第二次世界大战期间及以后.由于航空发动机功率的提高和喷气技术的出现,使飞机飞行的速度突破了“声障”,达到了超声速。推动了当时空气动力学中的超声速这个分支即超声速空气动力学或高速气体动力学的发展。
    在亚声速空气动力学和超声速空气动力学之间的所谓跨声速空气动力学,其研究流动的性质,是属于亚声速流动和超声速流动并存于流场的混合流动,由于跨声速空气动力学本身的复杂性和描写流动方程的非线性性质.目前还一直是人们所关注的课题。
    1957年10月,第一颗人造地球卫星在前苏联发射成功,标志着航天技术的兴起。在20世纪50年代末和60年代,由于飞行速度人于声速5倍以上的飞行器的出现,推动了高超声速空气动力学的发展。随着人造卫星和航天飞机飞行的成功,研究稀薄空气中飞行器飞行的稀薄空气动力学(包括4流和自由分子流),以及研究卫星回收和航天飞机返回地球所遇到的气动热障的所谓气动热力学和电磁流体力学,成了宇航与气动学科的主要研究内容之一。
    除了研究外流问题之外,在航空与航天t行器中内流问题也很复杂,因此气体动力学与空气动力学为这些问题的有效解决奠定了坚实与宽广的理论基础。此外,在各种动力工业装置中内流问题也十分突出,尤其是叶轮机械中的三维流动,在这方面我国著名科学家吴仲华教授为世界三元流理论的发展做出了贡献。
 
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