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1、空氣動(dòng)力學(xué)研究的基本手段有哪些，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 

答：理論研究、風(fēng)洞試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)

①理論研究：指人們根據(jù)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的觀察分析，對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行抽象和簡(jiǎn)化，描述 其本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)物理方程并根據(jù)相應(yīng)的邊界條件求解這些數(shù)學(xué)方程。主要指數(shù)值計(jì)算（CFD）技術(shù)。盡管 CFD 技術(shù)在近幾十年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，工程應(yīng)用日 趨成熟，但風(fēng)洞試驗(yàn)仍是確定飛行器飛行性能的主要手段，CFD 尚不能代替風(fēng)洞試驗(yàn)，而 只能作為飛行器設(shè)計(jì)手段與風(fēng)洞試驗(yàn)相互補(bǔ)充，而且 CFD 的發(fā)展和可靠性也需風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn) 證。

②飛行試驗(yàn)：主要指模型的自由飛試驗(yàn)和樣機(jī)的試飛試驗(yàn)。飛行試驗(yàn)方法可用來驗(yàn)證風(fēng)洞試 驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，解決那些風(fēng)洞試驗(yàn)難以解決的問題；飛行試驗(yàn)?zāi)芸朔L(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M方式上 的不真實(shí)因素，如流場(chǎng)模擬差異、飛行器尺寸差異（雷諾數(shù)和尺度效應(yīng)）、流動(dòng)不能完全相 似等。用真實(shí)飛行的測(cè)量數(shù)據(jù)來修正風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，解決所謂風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)與飛行數(shù)據(jù)的相 關(guān)性問題。但是，由于飛行試驗(yàn)本身存在一系列誤差，精度比風(fēng)洞試驗(yàn)低得多；存在著費(fèi)用 高、試驗(yàn)條件不穩(wěn)定、測(cè)量方法復(fù)雜等缺陷。

③風(fēng)洞試驗(yàn)：空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展史表明，風(fēng)洞試驗(yàn)是試驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)這門學(xué)科發(fā)展的的基本 手段。空氣動(dòng)力學(xué)的基本現(xiàn)象和基本原理，人們都是通過試驗(yàn)逐步認(rèn)識(shí)的?？諝鈩?dòng)力學(xué)研究 上的重大突破，都首先是試驗(yàn)上的突破，空氣動(dòng)力學(xué)的理論本身都是在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上發(fā) 現(xiàn)和發(fā)展起來的。理論計(jì)算只能解決流動(dòng)的物理機(jī)理已經(jīng)通過試驗(yàn)研究認(rèn)識(shí)清楚的，不是過 于復(fù)雜的流動(dòng)問題，但是流動(dòng)機(jī)理方面的研究以及數(shù)值計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證，仍然要依靠試驗(yàn)。 用風(fēng)洞試驗(yàn)方法來解決空氣動(dòng)力學(xué)問題，測(cè)量方便，試驗(yàn)參數(shù)如氣流速度、試驗(yàn)狀態(tài)易于控 制，不受外界條件的影響，且費(fèi)用較低，而飛行試驗(yàn)的試驗(yàn)條件不容易控制，測(cè)量方法復(fù)雜。 

       風(fēng)洞試驗(yàn)過去和現(xiàn)在一直是發(fā)現(xiàn)和確定流動(dòng)現(xiàn)象、探索和揭示流動(dòng)機(jī)理、尋求和了解流 動(dòng)規(guī)律，以及為飛行器設(shè)計(jì)提供優(yōu)良的氣動(dòng)布局和空氣動(dòng)力學(xué)特性數(shù)據(jù)的主要手段；在今后 的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，這種狀況不會(huì)改變，并將與其他研究手段更好的相互結(jié)合、相互補(bǔ)充、 相互促進(jìn)。

2、風(fēng)洞試驗(yàn)中有哪些測(cè)量方法，各種方法發(fā)揮什么樣的作用？

 答：天平測(cè)力法：使用氣動(dòng)力天平，測(cè)出作用在模型上的空氣動(dòng)力，是風(fēng)洞試驗(yàn)中最常見的 測(cè)量方法，可以測(cè)量六個(gè)分量，也可以只測(cè)量一個(gè)或幾個(gè)分量； 

       壓力分布測(cè)量法：測(cè)出模表面的壓力分布，可以得到飛機(jī)或部件強(qiáng)度計(jì)算所需的載荷數(shù)據(jù)； 流動(dòng)顯示法：利用物理或化學(xué)的方法將繞模型流動(dòng)的狀態(tài)形象地顯示出來，可加深流動(dòng) 狀態(tài)的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)于分析風(fēng)洞測(cè)力測(cè)壓試驗(yàn)的結(jié)果、建立理論研究的簡(jiǎn)化模型、分析流動(dòng) 機(jī)理以及研究飛機(jī)外形存在的氣動(dòng)問題等，有很大幫助； 

       流動(dòng)測(cè)量法：包括流速、流向、壓強(qiáng)、紊流度和溫度等，對(duì)空風(fēng)洞進(jìn)行流場(chǎng)校測(cè)。有時(shí) 也要測(cè)量模型繞流流場(chǎng)中氣流參數(shù)的分布情況，以便于深入研究空氣動(dòng)力特性的機(jī)理。 

3、風(fēng)洞試驗(yàn)中有哪些重要（4 個(gè)）的相似準(zhǔn)則，其物理意義和公式怎樣描述？在風(fēng)洞試驗(yàn) 中為模擬這些參數(shù)可采取哪些手段？ 

答：雷諾數(shù)Re=pvl/μ，表征流體粘性對(duì)流動(dòng)影響的相似準(zhǔn)則，對(duì)低速的定常測(cè)力、測(cè)壓試驗(yàn)只要求模擬 Re 數(shù)； 

       馬赫數(shù)Ma=v/a，氣體壓縮性對(duì)流動(dòng)影響的一個(gè)量度，對(duì)超聲速試驗(yàn)主要模擬 Ma數(shù)，對(duì)跨聲速定常試驗(yàn)，需要同時(shí)模擬Ma數(shù)和 Re數(shù)。

       弗勞德數(shù)Fr=v/(gl)1/2，重力作用對(duì)流動(dòng)影響的一個(gè)量度，對(duì)外掛物投放、模型自由 飛及尾旋試驗(yàn)等，是主要的相似準(zhǔn)則。 

       斯特勞哈爾數(shù)Sr=l/vt=lf/v，表征流體非定常性的相似準(zhǔn)則，結(jié)構(gòu)彈性振動(dòng)、漩渦、 螺旋槳、旋翼、旋轉(zhuǎn)天平、馬格努斯力及航空聲學(xué)等試驗(yàn)時(shí)，要求模擬該相似準(zhǔn)則； 

       歐拉數(shù)Eu=?P/Pv²，壓力系數(shù)； 

       牛頓數(shù) Ne=F/Pv²l²，空氣動(dòng)力學(xué)系數(shù)。