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2015-2016学年飞行动力学基础期末试卷-北航

2015-2016学年飞行动力学基础期末试卷-北航
2015-2016学年飞行动力学基础期末试卷-北航

北航空气动力学试题陈泽民

1.有一个矩形蓄水池,长100cm ,水高 80cm ,当蓄水池以等加速度 向右运动时,求角落A 点的表压。 2.已知),(),(2211b a b a 和分别点源Q 和点涡Г, 求壁面上的速度分布。 3.空气在管道中等熵流动。在截面A 马赫数为0.3,面积为0.001m 2,绝对压强及绝对温度分别为650kPa 及335.15K 。在截面B 的马赫数为0.8,求B 截面处的截面积、压强、温度、密度及总压。 4. 二维流动x方向速度分量为by bx ax u +-=2。若该流动为定常的不可压位流,求y方向的速度分量大小。 2 /5s m a =

判断题,在正确的后面画“√”,在错误的后面画“×” 1.①只有在有势力作用下流体才能平衡。()②在非有势力作用下流体也可以平衡。()③在有势力作用下流体一定平衡。()④以上均不正确。() 2.经过激波后,①总压保持不变。()②总温保持不变。()③熵保持不变。()④总密度保持不变。() 经过膨胀波后,①总压保持不变。()②总温保持不变。()③熵保持不变。()④总密度保持不变。() 3.临界声速①大小取决于当地温度()②大小取决于总温度()③是流动中实际存在的声速()④与管道的形状有关() 4.激波是由无数微小的压缩扰动被叠加而成的强压缩波。①为了在一维管道内让后面的压缩波赶上前面的压缩波,活塞必须以超声速推进。()②活塞的推进速度大于激波的推进速度()③在二维或三维流场中物体必须以超声速运动才能产生激波()④在定常的二维或三维流场中物体的前进速度和激波的推进速度相等() 5.一维流动中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的条件为①理想流体()②粘性流体()③可压缩流体()④不可压缩流体() 6. ①马赫数越大,表示单位质量气体的动能和内能之比越大() ②方向决定的斜激波可以出现强波,也可以出现弱波()③超声速气流内折同一角度时,分两次折转比折转一次的总压损失要大()④斜激波后的气流速度一定是亚声速的() 7.①若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态,则不可逆途径的熵增必大于可逆途径的熵增。()②在圆柱体的有环量绕流中,圆柱体的表面一定存在驻点()③二维理想不可压缩流体的绕流中,阻力一定为零()④点涡所诱导的流场是有旋流场()。 填空题

北航空气动力学课后答案 至 章

第 一章 1.1解:)(k s m 84.259m k R 2 2328315 ?=== - 气瓶中氧气的重量为 1.2解:建立坐标系 根据两圆盘之间的液体速度分布量呈线性分布 则离圆盘中心r ,距底面为h 处的速度为 当n=0时 u=0推出0u 0= 当n=h 时 u=wr 推出h wr k = 则摩擦应力τ为 上圆盘半径为r 处的微元对中心的转矩为 则? ? = =T 2D 0 3 3 20 32 D u drd h r u ωπθωπ 1.4解:在高为10000米处 T=288.15-0.0065?10000=288.15-65=223.15 压强为 ?? ? ??=Ta T Pa P 5.2588 密度为2588 .5Ta T a ? ? ? ??=ρρ 1-7解:2M KG 24.464RT P RT p == ∴=ρρ 空气的质量为kg 98.662v m ==ρ 第二章 2-2解流线的微分方程为 y x v dy v dx = 将v x 和v y 的表达式代入得 ydy x dx y x 2dy x y 2dx 2 2==, 将上式积分得y 2-x 2=c ,将(1,7)点代入得c=7 因此过点(1,7)的流线方程为y 2-x 2=48 2-3解:将y 2+2xy=常数两边微分 2ydy+2xdx+2ydx=0 整理得ydx+(x+y )dy=0 (1)

将曲线的微分方程y x V dy V dy = 代入上式得 yVx+(x+y )V y =0 由22y 2xy 2x V ++=得 V x 2+V y 2=x 2+2xy+y 2 ((2) 由(1)(2)得()y v y x v y x μ=+±=, 2-5解:直角坐标系与柱坐标系的转换关系如图所示 速度之间的转换关系为{ θ θθθ θθcos v sin v v sin v cos v v r y r x +=-= 由θθθ θθθcos r 1 y v sin y r sin r 1x v cos x r rsin y rcos x =??=?????? ?-=??=??????== 2-6解:(1) siny x 3x V 2x -=?? siny x 3y V 2y =?? 0y V x V y x =??+?? ∴此流动满足质量守恒定律 (2)siny x 3x V 2x =?? siny x 3y V 2 y =?? 0siny x 6y V x V 2y x ≠=??+?? ∴此流动不满足质量守恒定律 (3)V x =2rsin r xy 2=θ V y =-2rsin 2 r y 22 - =θ ∴ 此流动不满足质量守恒方程 (4)对方程x 2+y 2=常数取微分,得 x dy dy dx -= 由流线方程y x v dy v dx = (1) 由)(得2r k v v r k v 422 y 2x =+= 由(1)(2)得方程3x r ky v ± = 3 y r kx v μ= ∴此流动满足质量守恒方程 2—7解:0x V z V 0r yz 23r yz 23z V y V z x 2727y z =??-??=?+?-=??-??同样 0y V x V x y =??-?? ∴该流场无旋

高等结构动力学大作业

Advanced Structural Dynamics Project The dynamic response and stability analysis of the beam under vertical excitation Instructor:Dr. Li Wei Name: Student ID:

1.Problem description and thepurpose of the project 1.1 calculation model An Eular beam subjected to an axial force. Please build thedifferential equation of motion and use a proper difference method to solve this differentialequation. Study the dynamic stability of the beam related to the frequency and amplitude of the force. As shown in the Fig 1.1. Fig1.1 1.2 purpose and process arrangement a.learninghow to create mathematical model of thecontinuous system and select proper calculation method to solve it. b.learning how to build beam vibration equation and solve Mathieu equation. https://www.wendangku.net/doc/5a4754502.html,ing Floquet theory to judgevibration system’s stability and analyze the relationship among the frequency and amplitude of the force and dynamic response. This project will introduce the establishment of the mathematical model of the continuous system in section 2, the movement equation and the numerical solution of using MATLAB in section 3,Applying Floquent theory to study the dynamic stability of the beam related to the frequency and amplitude of the force in section 4. In the last of the project, we get some conclusions in section 5.

北航空气动力学选择题

北航空气动力学选择题 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

2号 1、下列说法不正确的是:C A、气体的动力粘性系数随温度的升高而升高。 B、液的动力粘性系数随温度的升高而降低。 C、有黏静止流体的压强为三个互相垂直方向的法向应力的平均值。 D、有黏运动流体的压强为三个互相垂直方向的法向应力的平均值。 2、下列说法不正确的是:D A、欧拉法认为引起流体质点速度变化的原因有流场的不均匀性和非定常性。 B、迁移加速度中的任何一项都是速度分量与同一方向的导数的乘积。 C、随体导数可用于P,T,V。 D、流体质点的迹线表示同一质点不同时刻的轨迹线,流线在同一时刻由不同流体质点组成,两者一定不重合。 3、下列说法正确的是:A A、对于密度不变的不可压流,速度的散度必为0。 B、对于密度不变的不可压流,速度的旋度必为0。 C、对于密度不变的不可压流,一定有位函数。 D、对于无旋流,速度的散度必为0。 4、下列说法正确的是:B A、连续方程只适用于理想流体。 B、伯努利方程只适用于理想流体的定常流动。 C、欧拉运动微分方程只适用于无旋流体。 D、雷诺运输方程只适用于理想流体的定常流动。

5、下列说法不正确的是:C A、流体的粘性是指流体抵抗剪切变形的能力。 B、流体的粘性剪应力是指由流体质点相对运动而产生的应力。 C、粘性静止流体具有抵抗剪切变形的能力。 D、粘性运动流体具有抵抗剪切变形的能力。 3号 1、流体的易流动性是指 c A、在任何情况下流体不能承受剪力 B、在直匀流中流体不能承受剪力 C、在静止状态下流体不能承受剪力 D、在运动状态下流体不能承受剪力 2、下列关于流体压强的各向同性描述不正确的是 d A、静止状态下的粘性流体内压强是各向同性的 B、静止状态下的理想流体内压强是各向同性的 C、运动状态下的理想流体内压强是各向同性的 D、运动状态系的粘性流体内压强是各向同性的 3、下列关于流向的描述不正确的是 d A、流线上某点的切线与该点的微团速度指向一致 B、在定常流动中,流体质点的迹线与流线重合 C、在定常流动中,流线是流体不可跨越的曲线 D、在同一时刻,一点处不可能通过两条流线 4、下列关于不可压流体的表述正确的是 c

空气动力学试卷及答案

空气动力学试卷A 选择题(每小题2分,共20 分) 1. 温度是表示一个()的特性。 A. 点 B. 线 C. 面 D.体 2. 通常压强下,空气是否有压缩性() A. 无 B. 有 C.不确定 D.以上都有可能 3. 升力系数的 表达式为() A. B. C. D. 4. 矢量的和的矢量积(叉乘) 符合() A. 左手法则 B. 右手法则 C. 左、右手法则都符合 D. 左、 右手法则都不符合 5. 下列哪种情况出现马赫锥:( ) 小扰动在静止空气中传 播小扰动在亚声速气流中传播小扰动在声速气流中传播小扰动在超声速气流 中传播 6. 膨胀波是超声速气流的基本变化之一,它是一种()的过程: A. 压 强上升,密度下降,流速上升 B. 压强下降,密度下降,流速下降 C. 压强下降, 密度下降,流速上升 D. 压强上升,密度下降,流速下降 7. 边界层流动中, 边界层内流体的特性是:( ) A. 流速在物面法向上有明显的梯度,流动是有旋、 耗散的 B. 流速在物面法向上无明显的梯度,流动是有旋、耗散的 C. 流速在物 面法向上有明显的梯度,流动是无旋的 D. 流速在物面法向上无明显的梯度,流 动是无旋的 8. 低速翼型编号NACA2412中的4表示什么:( ) A. 相对弯度为 40% B. 相对弯度的弦向位置为40% C. 相对厚度为40% D. 相对厚度的弦向位置 为40% 9. 对于一个绝热过程,如果变化过程中有摩擦等损失存在,则熵必有 所增加,必然表现为:( ) A. B. C. D.不能确定10. 马赫数Ma的表达式为:( ) A. B. C. D. 二、填空题(每小题3分,共15分) 1. 流体的压强就是气 体分子在碰撞或穿过取定表面时,单位面积上所产生的法向力。定义式是:

空气动力学课后答案(北航) 精品

钱 第一章 1.1解:)(k s m 84.259m k R 2 2328315 ?=== - RT p ρ= 36 m kg 63.506303 2.5984105RT P =??==ρ 气瓶中氧气的重量为 354.938.915.0506.63G =??==vg ρ 1.2解:建立坐标系 根据两圆盘之间的液体速度分布量呈线性分布 则离圆盘中心r ,距底面为h 处的速度为 0u kn u += 当n=0时 u=0推出0u 0= 当n=h 时 u=wr 推出h wr k = 则摩擦应力τ为 h wr u dn du u ==τ 上圆盘半径为r 处的微元对中心的转矩为 θθτdrd h wr u r rdrd h wr u r dA d 3 =?=?=T 则? ? = =T 2D 0 3 3 20 32 D u drd h r u ωπθωπ 1.4解:在高为10000米处 T=288.15-0.0065?10000=288.15-65=223.15 压强为 ?? ? ??=T a T Pa P 5.2588 M KN 43.26Ta T pa p 2588 .5=? ? ? ??=

密度为2588 .5T a T a ? ? ? ??=ρρ m kg 4127.0Ta T a 2588 .5=? ?? ??=∴ρρ 1-7解:2M KG 24.464RT P RT p == ∴=ρρ 空气的质量为kg 98.662v m ==ρ 第二章 2-2解流线的微分方程为 y x v dy v dx = 将v x 和v y 的表达式代入得 ydy xdx y x 2dy xy 2dx 22==, 将上式积分得y 2-x 2=c ,将(1,7)点代入得c=7 因此过点(1,7)的流线方程为y 2-x 2=48 2-3解:将y 2+2xy=常数两边微分 2ydy+2xdx+2ydx=0 整理得ydx+(x+y )dy=0 (1) 将曲线的微分方程y x V dy V dy = 代入上式得 yVx+(x+y )V y =0 由22y 2xy 2x V ++=得 V x 2+V y 2=x 2+2xy+y 2 ((2) 由(1)(2)得()y v y x v y x =+±=, 2-5解:直角坐标系与柱坐标系的转换关系如图所示 速度之间的转换关系为{ θ θθθ θθcos v sin v v sin v cos v v r y r x +=-= 由θθθ θθθcos r 1 y v sin y r sin r 1x v cos x r rsin y rcos x =??=???????-=??=??????==

北航空气动力学试题2009(刘沛清)

北京航空航天大学 2008-2009学年第二学期 考试统一用答题册考试课程空气动力学(Ⅰ)(A卷)班级成绩 姓名学号 2009年6月18日

一、选择题(在所选括号内选择一个正确答案 ,每小题4 分,共16分) 1.流体具有以下那几个属性 a. 所有流体不能保持固定的体积() b. 流体能保持固定的形状() c. 在任何状态下,流体不能承受剪切力() d. 在静止状态下,流体几乎不能承受任何剪切力()2.流体微团的基本运动形式包括 a. 仅有平移运动() b. 平移运动与整体旋转运动() c. 平移运动、整体旋转运动和变形运动() d. 平移运动、旋转运动和变形运动()3.以下说法正确的是 a. 理想流体运动的速度势函数满足拉普拉斯方程() b. 理想不可压缩流体的运动存在速度势函数() c. 理想流体无旋流动的速度势函数满足拉普拉斯方程() d. 理想不可压缩流体无旋流动的速度势函数满足拉普拉斯方程()4.在边界层内 a. 流体微团所受的粘性力大于惯性力 ( ) b. 流体微团所受的粘性力大于压力 ( ) c. 流体微团所受的粘性力小于惯性力 ( ) d. 流体微团所受的粘性力与惯性力同量级 ( ) 二、填空题(在括号内填写适当内容,每小题4分,共16 分) 1.流动Re数是表征()。根据其大小可以用来判别流动的()。在圆管中,流动转捩的下临界Re数为()。 2.沿空间封闭曲线L的速度环量定义为(),如果有涡量不为零的涡线穿过该空间曲线所围的区域,则上述速度环量等于()。 3.写出在极坐标系下,速度势函数与径向、周向速度分量之间的关系。 ()

4.一维定常理想不可压流伯努利方程(欧拉方程沿流线的积分)写为( );一维定常绝热流能量方程写为( )。 三、 简答题(每小题4分,共16分) 1.用图形说明理想不可压缩流体有环量圆柱绕流,随涡强Г增大时流线的变化图谱。 2.分别写出流体微团平动速度、旋转角速度、线变形与角变形速率的分量表达式。 3.简述绕流物体压差阻力产生的物理机制。工程上减小压差阻力的主要措施是什么。 4.试简要说明超音速气流通过激波和膨胀波时,波前、后气流参数(速度、压强、温度、密度)的变化趋势是什么,并说明是否为等熵过程。 四、 计算题(共52分) 1.已知流函数323ay y ax -=ψ 表示一个不可压缩流场。①请问该流动是 有旋的还是无旋的?如果是无旋的,请求出势函数。②证明流场中任意一点的速度的大小,仅仅取决于坐标原点到这点的距离。(10分) 2.为了测定圆柱体的阻力系数Cd ,将一个直径为d 、长度为L 的圆柱垂直放入风洞中进行试验,设风洞来流为定常不可压缩均匀流,在图示1-1和2-2断面上测得速度分布,这两个断面上压力分布均匀为大气压Pa ,上下远离柱体的流线处压强也为大气压。试求圆柱的阻力系数。Cd 定义为: 其中,D 为圆柱的阻力, 为空气密度, 为风洞来流速度。(10分) ∞V ρdL V D C d 22 ∞=ρ

北京航空航天大学飞机总体设计期末试卷1答案

北京航空航天大学飞机总体设计期末试卷1 参考答案 一、填空题………………………………………………………(每空0.5分,共15分) 1. 按照三个主要阶段的划分方式,飞机设计包括概念设计, 初步设计, 详细设计; 其中第一个阶段的英文名称为Conceptual Design。 2. 飞机的主要总体设计参数是设计起飞重量, 动力装置海平面静推力, 机翼面积.相对参数是推重比,翼载荷. 3. 在机翼和机身的各种相对位置中,二者之间的气动干扰以中单翼的气动干扰最小,从结构布置的情况看上单翼,下单翼的中翼段比较容易布置。 4. 对于鸭式飞机而言,机翼的迎角应小于前翼的迎角。 5. 机翼的主要平面形状参数中的组合参数为展弦比, 根梢比(或尖削比、梯形比)。 6. 假设某型战斗机的巡航马赫数为1.3,若使其在巡航时处于亚音速前缘状态,则机翼前缘后掠角的范围应为大于39.7°。 7. 武器的外挂方式包括(列举4种)__________,___________,____________, ____________。 答案:机身外挂、机翼外挂、翼尖悬挂、保形运载、半埋式安装中任意4种。 8. 根据衡量进气道工作效率的重要参数,一个设计良好的进气道应当总压恢复高, 出口畸变小, 阻力低,工作稳定。 9. 布置前三点式起落架时应考虑的主要几何参数包括擦地角,防倒立角,防侧翻角,前主轮距,主轮距,停机角。 二、简答题:………………………………………………………………………( 65分) 1. 飞机总体设计有什么主要特点(需简要阐述)? 6分 答: 1)科学性与创造性 飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域(如空气动力学、结构力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术)的成果;为满足某一设计要求,可以有多种可行的设计方案,即总体设计没有“标准答案”。 2)飞机设计是反复循环迭代的过程。 3) 高度的综合性:飞机设计需要综合考虑设计要求的各个方面,进行不同学科专业间的权衡与协调。 评分标准:2分/点,第一点中对“众多领域”的举例不必完全列出。 2. 飞机型式选择的主要工作有哪几个方面? 9分 答:飞机型式选择的主要工作集中到以下几个方面: 1) 总体配平型式的选择; 2) 机翼外形和机翼机身的相互位置; 3) 尾翼的数目、外形及机翼机身的相互位置; 4) 机身形状,包括座舱、使用开口及武器布置等; 5) 发动机和进气道的数目和安装位置,包括燃油的大致装载位置等; 6) 起落架的型别、收放型式和位置。 评分标准:1.5分/点 3. 简述鸭式布局的设计特点 5分 答:

2020年高考作文模拟题《出名不必趁早》辩论稿例文

2020年高考作文模拟题《出名不必趁早》辩论稿例文 【作文模拟题】 阅读下面的材料,根据要求写作。 有人认为,当下时代是仓促的,所以成功要趁早;中国科学院院士李曙光认为,每个人都有自己的花期。 针对以上两种说法,学校拟举办一场辩题为“成功要趁早/成功不必趁早”的辩论会,请你选择一个观点,结合材料内容,联系现实,写一篇辩论稿,体现你的认识与思考。 要求:不要套作,不得抄袭;不得泄露个人信息;不少于800字。 【链接材料】 李曙光院士:只要努力,每个人都有自己的“花期“ 让很多人大跌眼镜的是,已经当选中国科学院院士的李曙光,小时候也是个曾遇到考试就害怕,长期在及格线上徘徊的“丙等生”。 从害怕考试的“丙等生”摇身变成文体兼修的“全优生”,李曙光完成了逆袭。在与中学生交流时,他曾以荷花自喻:“春天山花烂漫时,我在水中眠;夏天才露尖尖角,迟开也鲜艳。” 这位78岁的老院士用自己的亲身经历寄语青少年一代:有的人年少有为,也有人大器晚成,“只要努力,每个人都有自己的‘花期’”。 害怕考试的“丙等生”成了“全优生” 李曙光小时候,母亲曾说他“跟同龄的孩子比,脑瓜子不行”。 一直到小学四年级,李曙光都是个“害怕考试”的孩子:甲、乙、丙、丁四个等级,他每次考试的成绩基本上都是丙,相当于刚刚及格。他一度极其自卑,朋友圈子也都是一群调皮的孩子。 四年级时,李曙光和一群孩子玩摔跤,不慎摔伤,以致手臂骨折,休学半年,无奈之下

只好选择留级。不料复学之后,李曙光突然有了顿悟的感觉,学习变得容易起来,成绩一跃进入班级前三,还因此成为少先队员。 在天津市第十七中学度过的6年时光里,李曙光始终保持班级第一名的成绩,有时候老师也百思不得其解:“李曙光作为学校里的团干部课外活动那么多,晚上还要参加‘大炼钢铁’,为何成绩却没掉下来?” 这跟他学习中逐渐养成的好习惯分不开。 李曙光从小爱看小说,家附近有当时全市最大的新华书店。上小学时,他下午放学后就溜到里面,捧上一本小说细细品读,直到天黑才回家。到了中学,他又成了学校图书馆的借书常客。 除中国古典长篇小说四大名著,他还读完了《暴风骤雨》《铁道游击队》《林海雪原》《钢铁是怎样炼成的》等书。小说中身体残疾依然奋斗不息的保尔的名言,“当你回首往事的时候,不会因为虚度年华而悔恨,也不会因为碌碌无为而羞耻”,成为他人生的座右铭。 上初二时,有一次,李曙光将小说带到家里,夜里翻阅时因为深陷故事之中,不知不觉看到凌晨3点。 第二天上课,李曙光晕晕乎乎、瞌睡不断,完全听不进老师讲的课。他马上警觉起来:必须自我控制,改掉爱看小说的“毛病”。 从此,他给自己立下规矩:无论什么样的小说,只能等到放假才借来看。“任何事,影响到学习我就不干”。 李曙光另一个“秘密武器”是——做作业“坚持独立思考”。 做作业时,不管遇到多大难题,他始终独立思考解答,从不问别人。“因为做作业的目的不仅是巩固课堂知识,更重要的是锻炼人的科学思维能力”。 在他看来,如果遇到难题就去问老师或同学,听完别人的讲解后,看起来自己也会做了,但是这道题依然“算是白做了”,因为“思维没得到训练”。 多年后,他告诫年轻学生,分析问题的思维能力是在平时做作业中训练出来的,每独立

西工大航天学院空气动力学试题

诚信保证 本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定,保证遵守考场规则,诚实做人。 本人签字: 编号: 西北工业大学考试试题(卷) 2006 -2007 学年第 二 学期 开课学院 航天学院 课程 空气动力学 学时 52 考试日期 2007-7-9 考试时间2小时 考试形式(闭)(A )卷 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 考生班级 学 号 姓 名 一、名词解释:(15分,1-6题2分,7题3分) 1. 连续介质假设 2. 气体的传热性 3. 不可压流体 4. 流体质点的迹线 5. 流管 6. 涡线 7. 马赫数M 及其物理意义 二、标出下图中翼型的b c f x Y x Y x Y x Y X X f c l u c f ,,),(),(),(),(,,。(10分) 2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。 共2 页 第1页

三、简答题(15分,每题3分) 1.写出表征翼型的几个基本参数,并解释他们的意义。 2.解释几何扭转、气动扭转的含意。 3.解释诱导阻力是如何产生的。 4. 驻点压强表示什么? 5. 欧拉运动方程表示气体遵循什么规则? 四、证明: RT d dp a γρ== 2 (10分) 五、已知二维定常流动的速度分布为 bx v x =, by v y -=(b 为常数)。(30分) (1)求流线方程; (2)证明该流动满足不可压缩流动的质量守恒定理; (3)求出该流动是否有速度势存在,若有速度势存在,求出速度势。 六、设有盛液容器(如水库或储液罐),在液面下容器底部有一排液小孔,假定液体粘性可以忽略不计,已知液面上压强为1P ,孔口处压强为2P ,孔口面积为2A ,计算小孔泻出的流量(假定流出截面上的速度是均匀的)。(20分)

高等结构动力学总结

结构动力学课程总结与进展综述 首先谈一下我对高等结构动力学课程的认识。结构动力学研究结构系统在动力荷载作用下的位移和应力的分析原理和计算方法。它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展,是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。这门课的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。既有线性系统的计算,又有非线性系统的计算;既有确定性荷载作用下结构动力影响的计算,又有随机荷载作用下结构动力影响的随机振动问题;阻尼理论既有粘性阻尼计算,又有滞变阻尼、摩擦阻尼的计算。我们是航空院校,当然我们所修的高等结构动力学主要针对的是飞行器结构。这门课程很难,我通过课程和考试学到了不少东西,当然,也有很多东西不懂,我的研究方向是动力学结构优化设计,其中我对于目前的灵敏度分析研究比较感兴趣,这门课程是我以后学习的基础。 二十世纪中叶,计算机科学发展迅速,有限元方法得到长足进步,使得力学,特别是结构力学的研究方向发生了重大变化,研究范围也得以拓宽。长期处于被动状态的结构分析,转化到主动的结构优化设计,早期的结构优化设计,考虑的是静强度问题。但实践指出,许多工程结构,例如飞行器,其重大事故大多与动强度有关。同理,在航天、土木、桥梁等具有结构设计业务的工作部门,运用结构动力学优化设计技术,必将带来巨大的经济效益。20世纪60年代,动力学设计也称动态设计(dynamic design)开始兴起,但真正的发展则在八、九十年代,现正处于方兴未艾之际。“动态设计”一词常易引起误解,逐被“动力学设计”所取代。进入90年代以来,结构动力学优化设计的研究呈现出加速发展的态势,在许多方面取得了令人耳目一新的成果。尽管如此,它的理论和方法尚有待系统和完善,其软件开发和应用与工程实际还存在着较大的距离,迄今尚存在着许多未能很好解决甚至尚未涉足的问题。因此,结构动力学优化设计今后的研究任重而道远,将充满众多困难和障碍,面临各种新的挑战,但它的学术价值和发展前景也异常诱人和辉煌。 在结构动力学优化设计的初期采用的是分布参数设计法,它属于解析方 法,Niordson率先应用此种方法研究了简支梁固有频率最大化的设计问题,利用拉

高等结构动力学 复模态分析基础

复模态分析基础 ?1. 引言1-粘性阻尼单自由度系统自由振动?2. 引言2-对称阻尼矩阵 ?3. 物理空间的复模态 ?4. 状态空间的复模态 ?5. 复模态叠加法 董兴建 上海交通大学振动,冲击,噪声研究所 机械大楼A832

1. 引言1-粘性阻尼单自由度系统自由振动 粘性阻尼单自由度系统自由振动方程 2c n m = 进一步令0mx cx kx ++= 定义:2n k m w =那么有:220 n x nx x w ++= n n z w = 从而有 () 12(cos sin )cos n n t d d t d x e c t c t e A t zw zw w w w q --=+=-衰减系数n 相对阻尼系数 z 特征根: 21,21n n s i zw w z =- -阻尼固有频率 2 1d n w w z =-欠阻尼自由振动解: () 12cos sin cos n n n x c t c t A t w w w q =+=-无阻尼自由振动解: 2 20 n n x x x zw w ++=

实际机械系统中不可避免地存在着阻尼:材料的结构阻尼,介质的粘性阻尼等. 阻尼力机理复杂,难以给出恰当的数学表达 在阻尼力较小时,或激励远离系统的固有频率时,可以忽略阻尼力的存在,近似地当作无阻尼系统 当激励的频率接近系统的固有频率,激励时间又不是很短暂的情况下,阻尼的影响是不能忽略的。 一般情况下,可将各种类型的阻尼化作等效粘性阻尼

有阻尼的n 自由度系统: ()x x x t ++=M C K P n x R ?ΦΛ假定已经得到无阻尼系统下的模态矩阵及谱矩阵作坐标变换 x h =ΦT T T T () t h h h ++=ΦM ΦΦC ΦΦK ΦΦP ()p p p t h h h ++=M C K Q T p =C ΦC Φ 模态阻尼矩阵 虽然主质量矩阵与主刚度矩阵是对角阵,但阻尼矩阵一般非 对角阵,因而主坐标下的强迫振动方程仍然存在耦合。 h

北京航空航天大学《空气动力学》空气动力学试题2006年-1a标准答案

北京航空航天大学《空气动力学》空气动力学试题2006年 -1a标准答案 北京航空航天大学 2005,2006 学年第二学期 (标准答案) 考试统一用答题册 考试课程空气动力学,?,,A卷, 班级成绩 姓名学号 2006年7月日 一、选择题,在所选括号内打?可多选,每小题4分,共16分, 1(静止流体中压强的各向同性指 a. 各点压强相等 ( ) b. 各点各方向的压强相等 ( ) c. 同一点处各个方向的压强相等( ? ) d. 以上答案均不是 ( ) 2. 流体的粘滞性是指 a(抵抗流体平动的能力 ( ) b(抵抗流体转动的能力 ( ) c(抵抗流体变形运动的能力( ? ) d(以上答案均不是 ( ) 3(以下说法正确的是 a. 流体微团的基本运动形式为平动、转动与变形运动 ( ? )

b. 直匀流时流体微团的基本运动形式为平动 ( ? ) c. 在有势流(位流)中流体微团的基本运动形式不包括转动 ( ? ) d. 在边界层流动中流体微团的基本运动形式为平动、转动和变形 ( ? ) 4(在绝热、无外功加入条件下,以下说法正确的是: a. 流体质点总是从高处流向低处 ( ) b. 流体质点总是从高压流向低压 ( ) c. 流体质点总是从高温流向低温 ( ) d. 流体质点总是从机械能高处流向机械能低处( ? ) 二、填空题,在括号内填写适当内容,每小题4分,共16分, 1(N-S方程与Euler运动方程的主要区别是( 在N-S方程中,多了粘性项 ), ,,,,u,dr2(沿空间封闭曲线L的速度环量定义为( ),如果有涡量不为零的涡线, 穿过该空间曲线所围的空间,则上述速度环量等于 ,,,,,,,,,,,( )。 udr2d,,, 3(一维定常理想不可压流伯努利方程(欧拉方程沿流线的积分)写为 p12( );一维定常绝热流能量方程写为,V,Const.,2 ,p12( )。,V,Const.,,,12 4(如图,当亚声速流过收缩管道或超声速流过收缩管道时,流动参数的变化趋势为: M > 1 M < 1 亚音速超音速 面积A 减小减小

高等结构动力学

《高等结构动力学》教学大纲 课程编号: 英文名称:Advanced Structural Dynamics 课程类别:学位课学时:60学分:3 适用专业:结构工程 先修课程:结构动力学、随机过程、 课程内容: 内容:主要介绍高等结构动力学的理论以及确定性的工程结构在随机干扰下的动力分析方法。。 预期目标:使学生了解高等结构动力学和随机振动的研究内容,培养学生综合利用以前学习过的知识的能力,提高学生的分析能力。 重点和难点:主要研究多自由度系统的一般理论、Lagrange运动方程、具有分布参数体系的运动的偏微分方程、无阻尼自由振动分析动力反应分析、动力直接刚度法、多自由度系统模态与频率的数值计算以及振动分析的有限元模型、非线性振动;模态分析的理论基础;子结构方法;常见随机干扰常用的功率谱以及数字模拟方法;具有经典阻尼器多自由度线性体系随机响应的振型分解法求解步骤;随机状态反应分析的一般理论以及过滤白噪声的表达方式;FPK方法,统计矩截断法,随机摄动法,随机等价线性化求解非线性体系随机振动的基本思路;滞变体系的非线性随机振动;虚拟激励法求解多自由度线性体系的原理和步骤。。教材: 1、R.W.Clough, J.Penzien, Dynamics of structures (2nd Edition), McGraw-Hill Inc, 1993 2、Roy R. Craig Jr 常岭李振邦. 结构动力学. 北京:人民交通出版社1996 3、欧进萍、王光远. 结构随机振动. 北京:高等教育出版社,1998 4、林家浩,张亚辉. 随机振动的虚拟激励法. 北京:科学出版社,2004 参考书目: 1、俞载道,结构动力学基础,上海:同济大学出版社1987 2、A.K.Chopra, Dynamics of structures: Theory and application to earthquake and Engineering (2nd Edition), 北京:清华大学出版社2005 3、S.Timoshenko, D.H.Young, W.Weaver, Vibration problems in engineering, John Wiley & Sons, 1974 4、A.H.Nayfeh, D.T.Mook, Nonlinear oscillations, John Wiley & Sons, 1978

北航空气动力学选择题

北航空气动力学选择题

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: ?

2号 1、下列说法不正确的是:C A、气体的动力粘性系数随温度的升高而升高。 B、液的动力粘性系数随温度的升高而降低。 C、有黏静止流体的压强为三个互相垂直方向的法向应力的平均值。 D、有黏运动流体的压强为三个互相垂直方向的法向应力的平均值。 2、下列说法不正确的是:D A、欧拉法认为引起流体质点速度变化的原因有流场的不均匀性和非定常性。 B、迁移加速度中的任何一项都是速度分量与同一方向的导数的乘积。 C、随体导数可用于P,T,V。 D、流体质点的迹线表示同一质点不同时刻的轨迹线,流线在同一时刻由不同流体质点组成,两者一定不重合。 3、?下列说法正确的是:A A、对于密度不变的不可压流,速度的散度必为0。 B、对于密度不变的不可压流,速度的旋度必为0。 C、对于密度不变的不可压流,一定有位函数。 D、对于无旋流,速度的散度必为0。 4、下列说法正确的是:B A、连续方程只适用于理想流体。 B、伯努利方程只适用于理想流体的定常流动。 C、欧拉运动微分方程只适用于无旋流体。 D、雷诺运输方程只适用于理想流体的定常流动。 5、?下列说法不正确的是:C A、流体的粘性是指流体抵抗剪切变形的能力。 B、流体的粘性剪应力是指由流体质点相对运动而产生的应力。 C、粘性静止流体具有抵抗剪切变形的能力。 D、粘性运动流体具有抵抗剪切变形的能力。 3号 1、流体的易流动性是指c A、在任何情况下流体不能承受剪力 B、在直匀流中流体不能承受剪力 C、在静止状态下流体不能承受剪力 D、在运动状态下流体不能承受剪力 2、下列关于流体压强的各向同性描述不正确的是 d A、静止状态下的粘性流体内压强是各向同性的 B、静止状态下的理想流体内压强是各向同性的 C、运动状态下的理想流体内压强是各向同性的 D、运动状态系的粘性流体内压强是各向同性的 3、下列关于流向的描述不正确的是 d A、流线上某点的切线与该点的微团速度指向一致 B、在定常流动中,流体质点的迹线与流线重合 C、在定常流动中,流线是流体不可跨越的曲线 D、在同一时刻,一点处不可能通过两条流线 4、下列关于不可压流体的表述正确的是 c

2007北航飞行器空气动力学试卷

2007年-2008年第一学期“飞行器空气动力学”期末试题(A 卷) 及答案 姓名 班级 成绩 一、概念题(10小题,每小题5分,合计50分) 1、在低速薄翼理论中,翼型绕流问题是如何分解的?影响升力系数的因素是什么? 答: 薄翼型绕流 =弯度问题(中弧线弯板零迎角绕流) + 厚度问题(厚度分布yc 对称翼型零迎角绕流) + 迎角问题(迎角不为零的平板绕流) 影响翼型的升力系数的因素很复杂,除迎角外,弯度会对零升迎角产生影响,另外,厚度,Re 数,马赫数等都会对升力系数造成影响。 2、什么是儒可夫斯基的升力环量定理。说明库塔-儒可夫斯基后缘条件是什么。 答:1对于定常、理想、不可压流动,在有势力作用下,直均流绕过任意截面形 状的有环量绕流,翼型所受的升力为 。 2库塔-儒可夫斯基后缘条件表达如下: (1)对于给定的翼型和迎角,绕翼型的环量值应正好使流动平滑地流过后缘去。 (2)若翼型后缘角t >0,后缘点是后驻点。即V1=V2=0。 (3)若翼型后缘角t =0,后缘点的速度为有限值。即V1=V2=V<>0。 (4)真实翼型的后缘并不是尖角,往往是一个小圆弧。实际流动气流在上下翼 面靠后很近的两点发生分离,分离区很小。所提的条件是:p1=p2 V1=V2 3、诱导阻力是如何产生的?无限翼展斜置翼是否存在诱导阻力? 答:1诱导阻力在理想二维翼上是不存在的,它是由于有限翼展机翼后面存在自由涡而产生的,或者说,是因下洗角的出现使剖面有效迎角减小而在来流方向形 成的阻力,故称为诱导阻力。 L V r ¥=G

2有限翼展机翼产生升力必须付出的阻力代价。从能量的观点看,机翼后方自由涡面上的流体微团旋转所需的能量,必须由飞机提供一个附加的推力来克服诱导阻力才能维持有升力的飞行。 对于无限翼展的斜置机翼而言,也存在气流的展向流动,由于上下翼面的展向流动相同,故因不会产生诱导阻力。 4、指出椭圆形、矩形、梯形机翼的剖面升力系数沿展向的分布特征和失速特性。 1 对于椭圆形翼来说:随着α的增大,整个展向各翼剖面同时出现分离,同时达到CLmax∞(翼型的最大升力系数), 同时发生失速,失速特性良好, 2对于矩形翼来说,诱导下洗速度从翼根向翼尖增大,翼根翼剖面的有效迎角将比翼尖大,剖面升力系数比翼尖大。因此,分离首先发生在翼根部分,然后分离区逐渐向翼端扩展,失速是渐进的, 3对于梯形翼来说,诱导下洗速度从翼根向翼尖方向减小。因此,翼剖面的有效迎角是向着翼尖方向增大,而且随着根梢比的增大,这种趋势越明。所以分离首先发生在翼尖附近,不仅使机翼的最大升力系数值下降,而且使副翼等操纵面效率大为降低。 5、下图分别是展弦比λ等于5、6和7的有限翼展机翼升力线曲线和诱导阻力曲线,试标出各曲线对应的展弦比。 7 6 7 6 5 L C

高等结构动力学考试题样卷

西南交通大学研究生试试卷 课程代码A11101课程名称建筑结构高等动力学考试时间150分钟 阅卷教师签字: 一、是非题(将判断结果填入括弧:以O 表示正确,以X 表示错误) (本大题共5小题,总计10分) 1.图a 示两端固定梁的自振频率大于图b 示简支梁的自振频率。 ( ) 2.在图示结构中,若要使其自振周期T 增大,可以增大EI 。 ( ) 3.简谐荷载作用于单自由度体系时,干扰力频率越接近自振频率,动力系数 (绝对值)越大。 ( ) 4.增加约束使得体系的频率减小或保持不变。( ) 5.设不考虑阻尼因素,承受简谐荷载(同频率、同相角)的多自由度体系,稳态时任意一点的内力与荷载同时达到幅值。 ( ) 二、选 择题(将选中答案的字母填入括弧内)(本大题共5小题,总计15分) 1.设有图示桁架,若不考虑各杆重量时,其动力自由度为: A .单自由度; B .两个自由度; C .三个自由度; D .四个自由度。 ( ) 2

2.图示体系受动力荷载作用,杆重不计,不考虑阻尼,当发生共振时,θ值应为: A .()3 /4ma EI ;B . ()33/4ma EI ; C . ()3 7/3ma EI ;D . ( )3 /3ma EI 。 3. 体系的跨度、约束、质点位置不变,下列哪种情况周期最短: A .质量小 ,刚度小; B .质量大 ,刚度大 ; C .质量小 ,刚度大; D .质量大 ,刚度小 。 ( ) 4. 多自由度体系的自振频率和振型取决于: A .干扰力的大小和方向; B .初始位移; C .结构的质量分布和刚度(或柔度)系数; D .初始速度 。 ( ) 5.从以下三式中选一合适的曲线方程,用能量法求图示体系的第一频率。设EI = 常数。(式中A 、f 为常数 ) A .(1cos(/2))y A x l π=-; B .2334(16/5)(2)y f l l x lx x =-+; C .(/2)(1cos(2/))y f x l π=-; D .()( )2 24 2 (16/5)/4y f l x x l =-。 ( ) 三、填充题(将答案写在空格内)(本大题共3小题,总计12分) 1.图示体系不计阻 尼,(θ ω=为自振频率),其动力系数为 。 ok 2.图示单自由度动力体系中,质量 m 在杆件中点,各杆 EI 、l 相同。其自振频率的大小排列次序为 。 (a) (b) (c)

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