《空气动力学实验技术 修订版》

绪论1

0-1空气动力学实验的重要性1

0-2 空气动力学实验技术发展简史1

0-3 空气动力学实验的基本方法2

0-4 本课程的主要内容4

第1章相似理论5

1-1相似和相似定理5

（一）相似的基本概念5

（二）相似准则7

（三）相似定理8

（四）由基本方程导出相似准则的举例9

1-2量纲分析12

（一）关于量纲的基本知识12

（二）物理方程的量纲一致性原理14

（三）Ⅱ定理及其意义14

（四）Ⅱ定理的应用18

1-3 相似理论的应用22

思考题和习题25

第2章风洞26

2-1 风洞的类别26

2-2低速风洞27

（一）低速风洞的形式27

（二）低速风洞的主要部件29

（三）低速风洞的需用功率和能量比33

（四）低速风洞的发展动向35

2-3超音速风洞36

（一）超音速风洞的形式36

（二）超音速风洞的组成部分37

（三）超音速风洞的压强比和超音速扩压段40

2-4跨音速风洞44

（一）跨音速风洞的特点44

（二）跨音速风洞的发展动向46

2-5高超音速风洞和超高速风洞47

（一）高超音速流动的模拟47

（二）高超音速风洞47

（三）超高速风洞48

思考题和习题49

第3章误差理论51

3-1测量误差的基本概念51

（一）误差定义51

（二）误差产生的原因52

（三）误差分类53

（四）准确度53

3-2直接测量误差的处理54

（一）系统误差的处理54

（二）随机误差的处理56

（三）粗大误差的处理64

（四）等精度直接测量列的数据处理66

3-3间接测量误差的处理70

（一）间接测量误差计算71

（二）间接测量误差分配73

3-4 测量不确定度简介75

3-5 经验公式的拟合75

思考题和习题78

第4章气动力天平80

4-1机械式天平80

（一）模型支架80

（二）力和力矩的分解系统81

（三）力和力矩的传递系统82

（四）测量元件83

（五）台式天平83

4-2应变式天平85

（一）电阻应变片85

（二）测量电路的特性88

（三）测量元件89

（四）内式天平94

（五）盒式天平95

4-3 气动力天平的校准96

4-4 气动力天平的性能术语99

4-5 磁悬挂天平100

4-6 坐标轴系及其转换102

思考题和习题103

第5章气流参数测量104

5-1静压和总压测量104

（一）静压测量104

（二）总压测量106

（三）压强测量仪器108

（四）压强传感器109

（五）压强传递112

5-2温度测量112

（一）气流中温度的感受113

（二）复温系数114

（三）应用热电偶的测温方法114

（四）应用热电阻的测温方法116

（五）红外测温方法117

5-3气流速度、方向和紊流度测量118

（一）气流速度测量118

（二）马赫数测量124

（三）气流方向测量125

（四）气流紊流度测量127

5-4噪声测量130

（一）概述130

（二）噪声的物理量度和主观量度130

（三）噪声测量的基本原理132

5-5 数据采集系统简介132

思考题和习题134

第6章风洞模型实验135

6-1实验大纲的制定135

（一）影响空气动力系数的各种参数135

（二）实验大纲137

6-2模型设计137

（一）低速模型设计137

（二）高速模型设计141

6-3全机模型测力实验146

（一）低速全机模型测力实验146

（二）高速全机模型测力实验151

6-4 压强分布实验154

6-5动量法实验156

（一）动量法测升力156

（二）动量法测型阻158

6-6 地面效应实验159

6-7 模型实验中的人工转捩160

6-8 半模型实验161

6-9 铰链力矩实验162

思考题和习题163

第7章风洞模型实验数据修正164

7-1支架干扰修正164

（一）腹支撑支架干扰修正164

（二）尾支撑支架干扰修正166

7-2 平均气流偏角修正167

7-3 轴向静压梯度影响修正168

7-4修正洞壁干扰的镜像法171

（一）基本概念171

（二）镜像法172

（三）洞壁的阻塞效应及其修正174

（四）洞壁的升力效应及其修正179

7-5修正洞壁干扰的涡格法和壁压信息法188

（一）涡格法189

（二）壁压信息法190

7-6 自修正风洞192

7-7尺度效应修正194

（一）零升阻力系数的尺度效应修正194

（二）升致阻力因子的尺度效应修正196

（三）最大升力系数的尺度效应修正196

7-8风洞模型实验数据的其他修正199

（一）迎角和侧滑角修正199

（二）天平校准中心与飞机质心位置不重合的修正200

（三）模型自重修正200

（四）进气口模拟修正200

（五）弹性影响修正201

思考题和习题202

第8章流动显示204

8-1气流中外加材料的流动显示204

（一）烟风洞205

（二）烟线法206

（三）烟屏法和蒸汽屏法206

（四）粒子图像测速207

（五）氦气泡法207

8-2模型表面上外加材料的流动显示207

（一）丝线法207

（二）油膜法208

（三）升华法209

（四）液晶法209

8-3水流中外加材料的流动显示210

（一）染色法210

（二）氢气泡法211

（三）水面撒播法211

8-4光学流动显示法211

（一）有关的光学知识211

（二）纹影法212

（三）阴影法215

（四）干涉法216

（五）激光全息摄影218

思考题和习题219

附录Ⅰ空气动力学中常用的有量纲物理量的SI单位和量纲220

附录Ⅱ标准大气数据和常用的关系式220

附录Ⅲ水的密度和粘度221

附录Ⅳ单位的换算系数222

参考资料226