飞行器设计背后的空气动力学原理及应用 -以波音、空客等机型为例
Aerodynamics and Application to Boeing, Airbus
★ 利用数学对翼型/机翼升力进行预测
★ 掌握翼型/机翼升力产生背后的基本流体物理学
★ 全方位掌握流体力学的基本概念及商用飞机的应用案例
· 独立第一作者全文发表的EI/CPCI索引的国际会议期刊
空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。在本课题中，教授首先会为大家详细介绍空气动力学的基本概念，其中包括空气动力和力矩、压力中心、空气动力系数及其大小和变化。第二节课主要讲授流体动力学的控制方程，其中包括：流函数、势函数、环流和涡量的概念，以及亥姆霍兹定理等。之后教授会向大家讲解无旋流和势流理论等内容。另外，库塔-儒可夫斯基定理（Kutta–Joukowski theorem）是空气动力学的基本定理，计算机翼或是二维物体（例如圆柱）在均匀流体中的升力，且此流场的速度够快，使物体的速度场是稳定及无分离的。定理显示出，机翼产生的升力与机翼通过流体的速度、流体密度以及环量有所关联。教授也会为大家详细介绍库塔-儒可夫斯基定理。另外，通过介绍有限翼展机翼及升力线理论比对机翼的流体动力特性。最后，教授将为大家介绍细长体理论。在流体动力学和静电学, 细长体理论是一种方法，可用于利用身体的细长来获得对其周围场的近似值和/或场对身体的净效应。
导师介绍 Instructor Introduction
本教授任圣路易斯华盛顿大学工程学（机械工程与材料科学）终身教授
出版和合著600余篇出版物
荣获美国航空航天局里德斯航空奖
荣获汽车工程师学会荣誉勋章
荣获美国机械工程师学会名誉会员
荣获皇家航空学会名誉研究员
任职学校 University / College
圣路易斯华盛顿大学（Washington University in St. Louis），始建于1853年2月22日，以美国第一任总统乔治·华盛顿的名字命名，是一所位于美国密苏里州圣路易斯市的私立综合类研究型大学，被誉为“新常春藤”之一。
Lecture 1 :
| Objective: Fundamental concepts of aerodynamics Description: An introduction to computational fluid dynamics as anintegral part of the study of aerodynamics. Computational fluiddynamics (CFD) has recently become a third dimension in aerodynamics, complementing the previously existing dimensional ofpure experiment and pure theory. It is absolutely necessary that themodern student of aerodynamics be introduced to some of the basicideas of CFD—he or she will most certainly come face to face witheither its “machinery” or its results after entering theprofessional ranks of practicing aerodynamicists 学习目标：空气动力学的基本概念 学习描述：介绍计算流体动力学作为空气动力学研究的一个组成部分。计算流体动力学 (CFD) 最近已成为空气动力学的第三个维度，补充了先前存在的纯实验和纯理论维度。向现代空气动力学学生介绍 CFD 的一些基本概念是绝对必要的。 |
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Lecture 2:
| Objective: Governing equations of fluid dynamics, concepts of streamfunction, potential function, circulation and vorticity, andHelmholtz theorems Description: In this section, we examine this motion more closely,paying particular attention to the orientation of the element andits change in shape as it moves along a streamline. In the process,we introduce the concept of vorticity, one of the most powerfulquantities in theoretical aerodynamics. 学习目标：流体动力学的控制方程，其中包括：流函数、势函数、环流和涡量的概念，以及亥姆霍兹定理。 学习描述：在本节中，我们将更仔细地研究这些，特别注意元素的方向及其沿流线移动时的形状变化。在这个过程中，我们引入了涡量的概念，涡量是理论空气动力学中最强大的量之一。 |
Lecture 3:
| Objective: Irrotational flows and potential flow theory for flowpast bodies Description: Why is it so important to make a distinction betweenrotational and irrotational flows? The answer becomes blatantlyobvious as we progress in our study of aerodynamics; we find thatirrotational flows are much easier to analyze than rotational flows. 学习目标：无旋流和势流理论 学习描述：为什么区分旋转流和非旋转流如此重要？随着我们对空气动力学的研究取得进展，答案变得非常明显-无旋流比旋转流更容易分析。 |
Lecture 4:
| Objective: Kutta-Joukowski theorem and Thin airfoil theory Descprition: The Kutta-Joukowski theorem states that lift per unitspan on atwo-dimensional body is directly proportional to the circulationaround the body. Indeed, the concept of circulation is so importantat this stage of our discussion. 学习目标：库塔-儒可夫斯基定理（Kutta-Joukowski theorem） 学习描述：库塔-儒可夫斯基定理（Kutta-Joukowski theorem）指出，每单位跨度的升力在二维身体与身体周围的循环成正比。事实上，在我们讨论的这个阶段，流通的概念非常重要 |
Lecture 5:
| Objective: Finite wing (Lifting line) theory, Slender body theory Description: As studied before, the flow over an airfoil istwo-dimensional. In contrast, a finite wing is a three-dimensionalbody, and consequently the flow over the finite wing isthree-dimensional; that is, there is a component of flow in thespanwise direction. 学习目标：有限翼展机翼及升力线理论 学习描述：如前所述，翼型上的流动是二维的。相反，有限翼是一个三维物体，因此有限翼上的流动是三维的；也就是说，在展向方向存在流动分量。 |
Lecture 6:
| Summary, and Q&A 最终成果展示、课题答疑 |
