时变系统流场动量定理的积分形式及其在流体动力系数分析中的应用

摘要 为解决飞艇的非定常流体动力系数的计算问题，利用准平衡假设在涡量流体动力学理论的基础上构建了一种流体动力系数计算方法.首先提出了时变系统的概念及其与流场空间区域的对应关系，在此基础上建立了时变系统的输运方程和流场动量定理积分形式为后面的讨论做准备.其次，将动量定理应用于一个由无穷远固定边界和物面所包含的流体系统，将流体动力表征为流场扰动动量总和变化率的函数.进而提出准平衡假设的概念，将有粘流中流场扰动速度、第一涡量矩和扰动动量表示为运动体速度和角速度的函数.最后，采用CFD技术，数值确定了这种关系并代入流体动力表达式，得到有粘流中流体动力系数的计算方法.研究结果还表明，由于考虑了系统的时变性，在得到的流体动力表达式中将多出一个稳态流体动力项.这个稳态流体动力项，在无粘流的情况下刚好等于零，与d’Alembert(达朗伯)佯谬的结论一致，在有粘流的情况下不等于零，与实际情况一致