Аэродинамика (2-е издание)

Аэродинамика (2-е издание)
Под редакцией В.Т. Калугина
  • Год:
    2017
  • Тип издания:
    Учебник
  • Объем:
    608 стр. / 49.4 п.л
  • Формат:
    70x100/16
  • ISBN:
    978-5-7038-4428-1
  • Читать Online

Ключевые слова: аэродинамическая интерференция, аэродинамические коэффициенты, аэродинамические силы, аэродинамические схемы, аэродинамические трубы, аэродинамические характеристики крыльев, аэродинамический нагрев, аэродинамическое подобие, вихревое течение, воздушные потоки, изоэнтропические течения, летательные аппараты, метод Годунова, метод конечных разностей, метод трассерной визуализации, нестационарная аэродинамика, обтекание тел, отрывные течения, пограничный слой, потенциальные потоки, свободномолекулярные потоки, скачки уплотнения, теорема Гельмгольца, теорема Стокса, теорема Томсона, тепловая защита, уравнения Прандтля, уравнения сохранения, устойчивость тел в полете, формула Био-Савара, формулы Жуковского-Чаплыгина, экспериментальная аэродинамика

Изложены теоретические и прикладные вопросы современной аэродинамики. Приведены сведения из кинематики и динамики газов; даны основные уравнения аэродинамики, аналитические и численные методы расчета вихревых, потенциальных, плоских, пространственных и вязких течений, а также методы расчета течений газа и силового воздействия воздушной среды на движущиеся тела. Рассмотрены теории скачков уплотнения; изоэнтропических, отрывных течений; пограничного слоя. Предложены практические задачи по определению аэродинамических характеристик летательных аппаратов и их элементов, даны понятия гистерезисных и нестационарных явлений в аэродинамике, представлены методы экспериментального моделирования процессов обтекания и исследования структур. Во втором издании (первое 2010 г.) добавлены материалы по методам вычислений и физического исследования потоков в аэродинамике.

Содержание пособия соответствует курсам лекций, которые авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для студентов технических университетов, слушателей военных академий, а также аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области ракетно-космической техники.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Физические свойства и модели воздушной среды. Аэродинамические силы и моменты
1.1. Физическое и математическое описание воздушной среды
1.2. Стандартная атмосфера
1.3. Модели воздушных потоков
1.4. Силовое воздействие потока на летательный аппарат
1.5. Системы координат
1.6. Определение аэродинамических сил и моментов по известному распределению давления и касательного напряжения
2. Основные уравнения и соотношения аэродинамики для расчета параметров течений
2.1. Методы исследования движения сплошной среды
2.2. Движение частиц жидкости и газа
2.3. Уравнения сохранения
2.4. Интегралы уравнений движения идеального газа
2.5. Уравнение для потенциала скорости
2.6. Аэродинамическое подобие
3. Потенциальное и вихревое течения несжимаемого газа
3.1. Основные понятия
3.2. Примеры потенциальных потоков
3.3. Сила и момент, действующие на цилиндр произвольной формы. Формулы Жуковского - Чаплыгина
3.4. Вихревое течение. Теоремы Стокса, Томсона, Гельмгольца
3.5. Поле скоростей, вызываемое вихрями. Формула Био-Савара
4. Теории изоэнтропических течений и скачков уплотнения
4.1. Одномерное течение газа
4.2. Основные соотношения для определения параметров газа за скачком уплотнения
4.3. Взаимодействие скачков уплотнения
5. Движение вязкого газа. Пограничный слой и аэродинамический нагрев
5.1. Пограничный слой
5.2. Интегральное соотношение и условная толщина пограничного слоя
5.3. Уравнения Прандтля для пограничного слоя
5.4. Приближенные методы расчета пограничного слоя на плоской пластине
5.5. Смешанный пограничный слой. Критическое число Рейнольдса
5.6. Пограничный слой на криволинейной поверхности
5.7. Тепловой пограничный слой
5.8. Расчет параметров течения в пограничном слое на плоской пластине при высоких скоростях обтекания с помощью определяющих параметров
5.9. Аэродинамический нагрев
5.10. Связь между трением и теплопередачей
5.11. Моделирование турбулентных течений
6. Теория отрывных течений
6.1. Виды отрывных течений и причины их возникновения
6.2. Общие закономерности течений с отрывом и присоединением потока
6.3. Особенности отрывных течений
6.4. Определение параметров в характерных областях отрывных течений газа
6.5. Методы расчета отрывных течений
7. Методы решения аэродинамических задач
7.1. Метод характеристик
7.2. Метод линеаризации
7.3. Решение задачи о распаде произвольного разрыва
7.4. Метод конечных разностей (метод сеток)
7.5. Метод Годунова
7.6. Метод контрольного объема
7.7. Метод дискретных вихрей
7.8. Метод Ньютона
7.9. Методы расчета параметров обтекания летательных аппаратов с использованием вычислительных пакетов
8. Компоновки летательных аппаратов и формы их элементов
8.1. Основные характеристики и геометрические параметры корпуса летательного аппарата
8.2. Формы несущих, управляющих, стабилизирующих и вспомогательных поверхностей летательного аппарата
8.3. Аэродинамические схемы и органы управления полетом летательного аппарата
8.4. Выбор аэродинамической схемы летательного аппарата. Исследование устойчивости тел в полете
9. Аэродинамика корпусов
9.1. Определение аэродинамических коэффициентов тел вращения
9.2. Система уравнений при осесимметричном обтекании заостренного конуса
9.3. Метод местных конусов. Приближенные методы расчета обтекания заостренного конуса
9.4. Расчет обтекания заостренного тела вращения с произвольной образующей
9.5. Расчет обтекания затупленного тела вращения
9.6. Применение метода Ньютона к расчету аэродинамических коэффициентов тел вращения
9.7. Донное давление за телом вращения. Влияние формы кормовой части летательного аппарата на его аэродинамические характеристики
9.8. Расчет аэродинамических характеристик корпусов, составленных из различных элементов
9.9. Расчет коэффициентов трения на телах вращения
9.10. Способы тепловой защиты летательных аппаратов
10. Аэродинамика крыльев
10.1. Силы и моменты, действующие на крыло
10.2. Аэродинамические характеристики профиля и крыла в несжимаемом потоке
10.3. Аэродинамика крыла в сжимаемом дозвуковом потоке. Учет сжимаемости среды при докритических скоростях
10.4. Аэродинамика профиля и крыла при околозвуковых скоростях
10.5. Аэродинамика профиля и крыла при сверхзвуковых скоростях
10.6. Влияние стреловидности на аэродинамические характеристики крыльев
11. Аэродинамическая интерференция
11.1. Природа аэродинамической интерференции
11.2. Нормальная сила для комбинации корпус - плоское оперение
11.3. Нормальная сила для комбинации корпус - полностью подвижные органы управления
11.4. Аэродинамическое сопротивление комбинации корпус - оперение
12. Особенности обтекания тел разреженной средой
12.1. Границы применимости гипотезы сплошности
12.2. Давление и трение в свободномолекулярном потоке
12.3. Процессы аккомодации в свободномолекулярном течении
12.4. Аэродинамические характеристики при обтекании тел произвольной формы
12.5. Теплопередача в свободномолекулярном потоке
13. Некоторые вопросы нестационарной аэродинамики
13.1. Определение нестационарных аэродинамических характеристик
13.2. Нестационарные аэродинамические характеристики корпусов летательных аппаратов
13.3. Нестационарные аэродинамические характеристики крыльев летательных аппаратов
13.4. Нестационарные аэродинамические характеристики крылатых летательных аппаратов
14. Экспериментальная аэродинамика
14.1. Аэродинамические установки
14.2. Измерение параметров потока в аэродинамических трубах
14.3. Методы аэродинамического эксперимента
14.4. Исследование кинематических параметров потока методом трассерной визуализации (PIV-метод)

Авторы работы: Голубев А.Г., Епихин А.С., Калугин В.Т., Луценко Александр Юрьевич, Москаленко В.О., Столярова Е.Г., Хлупнов А.И., Чернуха П.А.