هدف درس:
آشنایی دانشجویان با مفاهیم، اصول و روشهای تحلیل در جریانهای غیرلزج تراکمناپذیر است به گونهای که بتوانند در تحلیل مسایل مهندسی و فهم آن بهتر عمل کنند. در این درس ضمن آشنایی با معادلات و قوانین پایه، نحوه محاسبه توزیع فشار جریان هوا و در نتیجه نیروها و گشتاورها بر روی مقطع بالها فرا گرفته میشود. همچنین ویژگیهای سه بعدی جریان روی بال متناهی بررسی میشود. مفاهیم این درس در آینده مبنای دروس مهم دیگری مانند آیرودینامیک مادون صوت، جریانهای تراکمناپذیر لزج، آیرودینامیک بالگردها و غیره قرار خواهد گرفت.
فهرست مطالب:
۱- تعاریف مقدماتی
آیرودینامیک
اهداف علم آیرودینامیک، انواع جریان، هندسه بال، نیروها،
گشتاورها و ضرایب آیرودینامیکی، مرکز فشار و مرکز آیرودینامیکی، تحلیل ابعادی،
تشابه جریان.
۲- معادلات اصلی
آیرودینامیک
روابط برداری، معادله پیوستگی جرم، معادله اندازه حرکت،
معادله انرژی، مشتق کامل، معادلات حاکم بر جریان بر حسب مشتق کامل، برخی از مشخصههای
جریان (خط مسیر و خط جریان، سرعت زاویهای، چرخش، گردش، تابع جریان و تابع
پتانسیل)
۳- مبانی جریانهای غیرلزج تراکم ناپذیر
معادله برنولی، جریان تراکم ناپذیر در مجراها، معادله حاکم
بر جریان غیر چرخشی تراکمناپذیر، جریانهای پایه و معادلات آنها، قضیه
کوتا-جوکاوسکی، روش عددی صفحه چشمه.
۴- جریان تراکم ناپذیر روی مقطع بال
تعریف مقطع بال (ایرفویل) و مشخصات هندسی و آیرودینامیکی
آن، اساس روشهای حل جریان کم سرعت روی ایرفویل، شرط کوتا، قضیه گردش کلوین، نظریه
ایرفویل نازک متقارن و خمیده، روش عددی صفحه گردابه.
۵- جریان تراکم ناپذیر روی بال نامتناهی
ویژگیهای جریان سه بعدی حول بال، پسای القایی، قانون
بیو-ساوار، نظریه خط برآزای پرنتل، روش عددی خط برآزا، روش عددی شبکه گردابه.
۶- مفاهیم جریان لزج
ویژگیهای کیفی جریان لزج و لایه مرزی، معادلات ناویر-استوکس، حل معادلات لزج، معادلات لایه مرزی آرام، حل جریان تراکم ناپذیر لزج روی صفحه تخت، معادله انتگرالی مومنتوم.
کتابهای مراجع
۱٫ J. D. Anderson,
“Fundamentals of Aerodynamics”, Fifth ed., McGraw Hill, 2011.
۲٫ J. J.
Bertin, R. M. Cummings, “Aerodynamics for Engineers”, Fifth ed., Prentice Hall,
۲۰۰۹٫
۳٫ E. L.
Houghton and P. W. Carpenter, “Aerodynamics for Engineering Students”, ۵th ed.,
Butterworth-Heinemann,
۲۰۰۳٫
۴٫ A. M.
Kuethe, Ch. Y. Chow, “Foundations of Aerodynamics: Bases of Aerodynamic
Design”,
۵th ed., John
Wiley & Sons, 1998.
۵٫ Robert W.
Fo8, and Alan 9. McDonald, “Introduction to Fluid Mechanics”, ۸th ed., John
Wiley
& Sons,
۲۰۱۱٫
۶٫ Frank M. White, “Fluid Mechanics”, ۷th ed., McGraw Hill, 2011.
