粘性流体力学学案.ppt

《粘性流体力学》 阎 超 北京航空航天大学 阎超简介 江苏徐州人，清华大学毕业，后在法国留学。博士学位，教授、博士导师 专业：空气动力学、流体力学 研究方向：计算流体动力学（CFD）、导弹飞船等航天飞行器总体布局及气动仿真、CFD软件系统开发及其应用 、复杂流动的数值模拟研究 电话：010o） E-mail: chyan@ 办公室：国家CFD实验室320房间 业余爱好:爬山、郊游、运动（羽毛球、乒乓球、高尔夫、游泳）、桥牌。 粘性流体力学——从北航的荷花池说起吧 想像在一个美好的夏天，我们一起逛逛北航的荷花池—— 首先，一只蜻蜓翩翩飞来； 然后，一只蜜蜂嗡嗡光临； 然后，一只小鸟飘然而至； 接着，看到一条小鱼悠闲自得、游来游去； 还有，当然是荷花和荷叶； 最后，一池碧水，水波涟漪; 蜻蜓：粘性非定常流动、翅膀机理涡运动 蜜蜂：粘性非定常流动、人类飞行的希望 科学研究：尚没有答案 科学家一直在探索 科学家一直在探索:飞机尾涡？ 鸟：可靠安全和高效的飞行、粘性流体力学的专家、羽毛的奥妙？ 昆虫飞行的CFD模拟 鱼类：粘性流体力学的专家、鱼鳞的秘密？ 仿生：机器鱼、降噪及其军事意义如潜艇（粘性流动中涡结构的运动导致噪声） 减小流动阻力：鲨鱼皮泳衣 据验证，穿着“鲨鱼皮”在比赛中可比着普通泳衣减少7．5％的水阻力，可将一般选手的平均成绩提高3％左右。 游泳运动的CFD模拟 游泳运动员手臂的CFD计算 游泳运动员手的CFD计算 泳镜的CFD计算 减小流动阻力：仿鱼皮及其在航空航天中的应用 减小流动阻力：仿鱼皮及其在航空航天中的应用 荷花和荷叶——出污泥而不染：为什么始终能自己保持清洁？ 水波的奥妙？ 水波、鱼鳞、沙漠波纹、鸟羽毛的排列、树叶的纹理等等都是几何相似的东西，为什么？ 最光滑的物体上流动阻力最小吗？ 人类能够像小鸟、昆虫一样安全、自如的飞行吗？ 人类能够像鱼儿一样游泳吗？ 这些都同粘性流体力学有关，可又都是人类还没有攻克的科学堡垒！ 本课程若干问题 授课方法：讲课为主；安排一定自由学时由学生自己选择粘性流体力学的若干问题，自己查资料、文献，并写出论文；根据学生论文，安排讨论等交流； 考试方法：笔试占总成绩60％；上述论文和平时作业占总成绩40％； 希望大家大胆提问、勇于质疑。 主要参考书目 阎超、钱翼稷、连祺祥，“粘性流体力学”，北京航空航天大学出版社，2005年版 陈懋章 编著 “粘性流体动力学基础” 高等教育出版社，1993版或2002版 庄礼贤、尹协远、马晖扬 编著 “流体力学” 中国科学技术大学出版社，1997版 谢 谢！ * * * * * *