流体力学基础知识 飞机机翼几何定义
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内容包括：
1、化工产业链传导示意图
2、石油化工产业链
3、精细化工产业链
4、氯碱化工循环经济产业链
5、煤化工产业链
6、天然气化工行业产业链
7、有机硅行业产业链
8、氟化工行业产业链
9、磷化工行业产业链
10、甲醇产业链
11、聚丙烯PP产业链
12、PTA产业链
13、盐化工产业链
14、碳四产业链一览
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液体和气体都具有流动性，统称流体。但气体和液体还是有差别的，这主要是气体易于压缩，而液体几乎不能压缩。
一、流体的压强
1. 静止流体内的压强
静止的流体不能承受切向力，因为流体没有切变弹性。哪怕很小的切向力，都会使流体流动起来。在静止流体内，过任意点取一小面元△S，面元两方流体的相互作用力△F 必与面元垂直。比值△F/△S 称平均压强。令△S 趋于零，而得平均压强的极限值，即
这个值称该点为压强。可以证明，压强与所取的面元△S 的方位无关，也就是说来自各个方向的压强都相等。既然如此，无需考虑压强的方向，它是一个标量。
2. 运动流体内的压强
理想流体内部没有粘滞力，同样可以证明，处干运动状态的理想流体内部的压强也是与方向无关的。
3. 静止流体内不同点的压强
静止流体内同一水平面上各点压强相等，密度为ρ 的静止流体内，高度差为h 的两点的压强差为ρh。
4. 阿基米德原理
当一物体全部或部分地浸入流体中时，物体所受的浮力等于它所排开的流体重量。
二、理想流体的稳恒流动
1. 理想流体
在流体力学中，理想流体是一个理想化的模型。实际流体，当它各层间有相对滑动时，相邻层间存在着摩擦力，称内摩擦力或粘滞力。但水、酒精等液体内摩擦力很小，气体更小。还有，实际流体也不是不可压缩的，液体较难，气体却很容易，但很小的压强差就能导致气体迅速流动。因此，在不少问题里，粘滞性和压缩性对流体的运动影响很小，是次要的因素；而流动性是主要因素。我们把不可压缩和没有粘滞性的流体称为理想流体。
2. 两种研究流体运动的方法
历史上有两种研究流体运动的方法。一是直接采用牛顿的质点力学方法，把流体分为许多体元，每个体元都可看成一个流体质点，每个质点满足牛顿定律，从而列出一系列运动方程，这种方法称为拉格朗日方法。但是，追踪流动着的流体中这个质点或哪个质点是很麻烦的，实际上通常并不关心这个或哪个质点的命运，所以欧拉提出另一种方法，称位欧拉方法。它和力学中惯用的方法不同，它不去考察流体中的某一质点的运动过程，而是研究每个时刻在空间各点流体的速度分布。这一方法现在被广泛采用，包括我们下面的讨论。
3. 稳恒流动
在空间各点，流体速度可以不同，但是如果在每一点流体速度矢量不随时间变化，则流体的这种流动称为稳恒流动。
4. 流线和流管
常用流线来形象地描述流体的运动情况，流线是这样的一系列曲线：流经曲线上各点的流体质点，它的速度都和曲线相切。既然空间各点的流速具有一个确定的方向，所以流线与流线不相交。
对于稳恒流动，流线保持不变，流体质点就沿着流线运动。在这种情况下，流线也就是质点的运动轨迹。由一束流线所围成的管状区域，称为流管。因流线不相交，流体中质点的流速不会与流管“壁”相交，换句话说，流体的质点不可能穿过流管“壁”。管内的质点始终在管内，管外质点始终在管外。在流体力学中，往往取一流管作为代表加以研究。
5. 连续性方程
在作稳恒流动的流体中，取一流管。过流管中任意两点作横截面，截面积分别为△S1 和△S2。对于细流管，可认为同一截面上流速是一样的。
令v1 为△S1 处流体速度大小，v2 为△S2 处流体速度大小。对于不可压缩的理想流体，在△t 时间内流进的△S1 流体体积必定等于流出△S2 的流体体积，即
亦即
或
上式称为理想流体沿流管的连续性方程。表明：流过流管中任何截面的体积流量相等。也可以说，通过流管的流速和流管截面积成反比。
6. 伯努利方程
1738年伯努利应用功能原理导出了流体动力学的重要方程——伯努利方程，对于稳定流动的理想流体，沿同一条流线，各点的压强、高度和速度三者的关系可表为：
或
或用长度量纲写成
表明：沿同一条流线，压强、单位体积流体的动能和势能三者总和守恒。p/ρg·v²/2g 都是长度量纲，人们常分别称它们为压力头、速度头、水头。
7. 伯努利方程的应用
(1) 喷雾器
喷雾器结构
图中，水平管中的活塞向右运动，产生气流。A 处压强近似等干大气压强，由连续性方程知截面大的A 处速度小，截面小的B 处速度大。取流线CBA，根据伯努利方程
式中，pB 为B 处压强，vA、vB为A、B 两处的速度。因为vB<vA，所以pB <p0（大气压强）。结果储液器D 中液面上的大气压将液体压上，在B 处混入气流，被吹散成雾，由喷嘴吹出。
(2) 小孔流速
如图所示，一大容器的水面下h 处的器壁有一小孔，由伯努利方程可以求出水由小孔流出的流速。由于容器截面积S1＞孔面积S2 。水面下降极慢，短时间内高度差h 几乎不变。取流线AB ， A 在水面上，压强为大气压强P0 ，速度近似为零。取hB=0 ，压强P0 ，而速度即为所求，记为v。将各量代入伯努利方程得
所以
这叫做托里拆利公式。它给出的速度正好等于物体从高度h 自由落下所获得的速度，这个结果是在理想流体的假定下求出的，实际上由于内摩擦的作用，流速应比√2gh 小1-2%。小孔流量为
上图给出了机翼几何形状的技术定义，这是影响飞机升力和阻力的主要因素之一。该术语在整个飞机工业中使用。实际的飞机机翼是复杂的三维物体，但我们将从一些简单的定义开始。该图显示了从三个方向观察的机翼;左上方显示从顶部俯视机翼的视图，右下方显示从前方观察机翼前缘的视图，左下方显示从左侧看向中心线的侧视图。侧视图显示了前缘向左的翼型形状。
俯视图
俯视图显示了简单的机翼几何形状，就像在轻型通用航空飞机上看到的一样。机翼前部（底部）称为前缘;机翼后部（顶部）称为后缘。从前缘到后缘的距离称为弦，用符号c表示。机翼的两端称为机翼翼稍，从一个机翼翼稍到另一个机翼翼稍的距离称为跨度，给定符号s。当从上方俯视机翼时，机翼的形状称为平面形状。在此图中，平面形状是一个矩形。对于矩形机翼，沿跨距的每个位置的弦长都是相同的。对于大多数其他平面形状，弦长沿着跨度是变化的。翼面积A是平面形状的投影面积，并且由前缘和后缘和翼尖界定。注意：机翼面积不是机翼的总表面积。总表面积包括上表面和下表面。机翼面积是投影面积，几乎是总表面积的一半。
展弦比衡量机翼从尖端到尖端的长度和细长程度。机翼的展弦比被定义为跨度的平方除以机翼面积并且给出符号AR。对于矩形机翼，这将减小到跨度与弦长的比率，如上图的右上方所示。
AR = s ^ 2 / A = s ^ 2 /（s * c）= s / c
高展弦比机翼具有较长的跨度（如高性能滑翔机），而低展弦比的机翼具有短跨度（如F-16战斗机）或粗弦（如航天飞机）。飞机阻力的一个组成部分称为诱导阻力，它与展弦比成反比。较高展弦比的机翼比较低展弦比的机翼具有较低的阻力和略高的升力。滑翔机通常设计成具有非常高的展弦比。由于高速效果，航天飞机的展弦比较低。F-14和F-111拥有两全其美。它们可以通过旋转机翼来改变飞行中的展弦比 - 大跨度用于低速，小跨度用于高速。
正视图
该机翼的前视图显示左翼和右翼不在同一平面内，而是形成一定角度。机翼与局部水平面形成的角度称为二面角。为了滚动稳定性，在翼上增加了二面角。如果遇到轻微的滚动位移，具有一些二面角的机翼将自然地返回其原始位置。您可能已经注意到，大多数大型客机机翼都设计有二面角。翼尖比翼根离地面更远。另一方面，高机动性的战斗机没有二面角。事实上，一些战斗机的翼尖低于根部，使飞机具有较高的侧倾率。负二面角称为上反角。历史记录：莱特兄弟设计了他们的1903飞行器，带有轻微的上反角，以提高飞机的滚动性能。
侧面图
垂直于前缘和后缘的机翼切口将显示机翼的横截面。这个侧视图称为翼型，它有一些自己的几何定义，如左下图所示。从翼型的前缘到后缘绘制的直线称为弦线。弦线将翼型切割成上表面和下表面。如果我们绘制位于上下表面中间的点，我们得到一条称为中弧线的曲线。对于对称翼型（上表面与下表面形状相同）平均弧线将落在弦线。但在大多数情况下，这些是两条不同的线。两条线之间的最大距离称为弯度，它是翼型曲率的量度（高弯度意味着高曲率）。上表面和下表面之间的最大距离称为厚度。通常，你会看到这些值除以弦长，以产生无量纲或“百分比”类型的数字。翼型可以具有各种曲面和厚度分布的组合。
流线的定义
空气动力学研究中的一个重要概念涉及流线型的概念。流线是移动流体通过一个无质量颗粒描绘出的路径。上图显示了翼型周围和圆柱周围的计算流线。在这两种情况下，我们都使用对象移动，流体从左向右流动。流线被移动的粒子描绘出来，在沿路径的每个点处，速度与路径相切。由于沿路径没有速度的正常分量，质量不能穿过流线。任何两条流线之间的质量在整个流场中保持不变。我们可以使用伯努利方程将流量线上的压力和速度联系起来。由于没有质量通过翼型（或圆柱体）的表面，因此物体的表面是流线型。
风洞设计和测试是将飞机模型固定住，空气通过模型。这种保持翼型固定并使气流通过翼型的想法可能有点令人困惑。然而，你每天都经历同样的事情！当你站在拐角处观看汽车经过时，你周围的空气相对平静。当汽车在空中移动时，存在空气动力。如果你在车里并把手伸出窗外，你可以感受到空气动力推动你的手。感觉就像空气在汽车移动时一样快地移过你的手。那么飞机也是如此。无论飞机在空中移动，还是空气被推过飞机，力量都是完全相同的。
图中显示了各种机翼和火箭鱼鳍尾翼的形状。该视图称为机翼或鱼鳍翼的平面形状。你可以看到，机翼有许多不同的平面形状：矩形，三角形，梯形，甚至是椭圆形。要确定机翼产生的升力和阻力，您必须能够计算任何这些形状的面积。该区域是其占据的二维空间量。
在图中我们列出了公式来计算各种形状的面积。
1、矩形的面积等于基数b乘以高度h：
A = h * b
2、梯形面积的等式是顶部t和底部b乘以高度h的总和的一半：
A = h * [t + b] / 2
3、三角形的面积等于基部b的一半乘以高度h：
A = .5 * b * h
4、有些鳍翼是椭圆形的。对于具有半轴a和半轴b的椭圆，该区域由下式给出：
A = pi * a * b
其中pi是圆周与圆直径的比值，等于3.1415。椭圆的特殊情况是圆，其中半轴等于半径r。
5、圆的区域是：
A = pi * r ^ 2
6、如果椭圆形翅片的根部由cr给出，并且从根部到尖端的距离由ct给出，则翅片的面积为：
A = pi * cr* ct
7、而对于像航天飞机这样的复合配置，你必须将机翼拆分成可以计算的简单形状，然后将它们加在一起。其实这些都很简单的小学知识，很好理解。这里主要还是让大家知道各种机翼的形状，以及对计算飞机升力的重要作用。
