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1、空氣動力學研究的基本手段有哪些，各有什么優缺點？ 

答：理論研究、風洞試驗和飛行試驗

①理論研究：指人們根據對空氣動力學現象的觀察分析，對這些現象進行抽象和簡化，描述 其本質的數學模型，建立相應的數學物理方程并根據相應的邊界條件求解這些數學方程。主要指數值計算（CFD）技術。盡管 CFD 技術在近幾十年有了突飛猛進的發展，工程應用日 趨成熟，但風洞試驗仍是確定飛行器飛行性能的主要手段，CFD 尚不能代替風洞試驗，而 只能作為飛行器設計手段與風洞試驗相互補充，而且 CFD 的發展和可靠性也需風洞試驗驗 證。

②飛行試驗：主要指模型的自由飛試驗和樣機的試飛試驗。飛行試驗方法可用來驗證風洞試 驗數據的可靠性，解決那些風洞試驗難以解決的問題；飛行試驗能克服風洞試驗模擬方式上 的不真實因素，如流場模擬差異、飛行器尺寸差異（雷諾數和尺度效應）、流動不能完全相 似等。用真實飛行的測量數據來修正風洞試驗數據，解決所謂風洞試驗數據與飛行數據的相 關性問題。但是，由于飛行試驗本身存在一系列誤差，精度比風洞試驗低得多；存在著費用 高、試驗條件不穩定、測量方法復雜等缺陷。

③風洞試驗：空氣動力學的發展史表明，風洞試驗是試驗空氣動力學這門學科發展的的基本 手段。空氣動力學的基本現象和基本原理，人們都是通過試驗逐步認識的。空氣動力學研究 上的重大突破，都首先是試驗上的突破，空氣動力學的理論本身都是在試驗研究的基礎上發 現和發展起來的。理論計算只能解決流動的物理機理已經通過試驗研究認識清楚的，不是過 于復雜的流動問題，但是流動機理方面的研究以及數值計算結果的驗證，仍然要依靠試驗。 用風洞試驗方法來解決空氣動力學問題，測量方便，試驗參數如氣流速度、試驗狀態易于控 制，不受外界條件的影響，且費用較低，而飛行試驗的試驗條件不容易控制，測量方法復雜。 

       風洞試驗過去和現在一直是發現和確定流動現象、探索和揭示流動機理、尋求和了解流 動規律，以及為飛行器設計提供優良的氣動布局和空氣動力學特性數據的主要手段；在今后 的相當長的時期內，這種狀況不會改變，并將與其他研究手段更好的相互結合、相互補充、 相互促進。

2、風洞試驗中有哪些測量方法，各種方法發揮什么樣的作用？

 答：天平測力法：使用氣動力天平，測出作用在模型上的空氣動力，是風洞試驗中最常見的 測量方法，可以測量六個分量，也可以只測量一個或幾個分量； 

       壓力分布測量法：測出模表面的壓力分布，可以得到飛機或部件強度計算所需的載荷數據； 流動顯示法：利用物理或化學的方法將繞模型流動的狀態形象地顯示出來，可加深流動 狀態的感性認識，對于分析風洞測力測壓試驗的結果、建立理論研究的簡化模型、分析流動 機理以及研究飛機外形存在的氣動問題等，有很大幫助； 

       流動測量法：包括流速、流向、壓強、紊流度和溫度等，對空風洞進行流場校測。有時 也要測量模型繞流流場中氣流參數的分布情況，以便于深入研究空氣動力特性的機理。 

3、風洞試驗中有哪些重要（4 個）的相似準則，其物理意義和公式怎樣描述？在風洞試驗 中為模擬這些參數可采取哪些手段？ 

答：雷諾數Re=pvl/μ，表征流體粘性對流動影響的相似準則，對低速的定常測力、測壓試驗只要求模擬 Re 數； 

       馬赫數Ma=v/a，氣體壓縮性對流動影響的一個量度，對超聲速試驗主要模擬 Ma數，對跨聲速定常試驗，需要同時模擬Ma數和 Re數。

       弗勞德數Fr=v/(gl)1/2，重力作用對流動影響的一個量度，對外掛物投放、模型自由 飛及尾旋試驗等，是主要的相似準則。 

       斯特勞哈爾數Sr=l/vt=lf/v，表征流體非定常性的相似準則，結構彈性振動、漩渦、 螺旋槳、旋翼、旋轉天平、馬格努斯力及航空聲學等試驗時，要求模擬該相似準則； 

       歐拉數Eu=?P/Pv²，壓力系數； 

       牛頓數 Ne=F/Pv²l²，空氣動力學系數。