2025年大学航空航天工程（空气动力学基础）试题及答案.doc

2025年大学航空航天工程（空气动力学基础）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 空气动力学中，关于连续性方程的描述，正确的是（ ）
A. 它反映了流体在流动过程中质量守恒
B. 仅适用于不可压缩流体
C. 与流体的速度无关
D. 只在稳定流动时成立
2. 以下哪种流动状态下，粘性力对流体运动的影响最为显著（ ）
A. 层流
B. 紊流
C. 亚音速流动
D. 超音速流动
3. 马赫数是空气动力学中的一个重要参数，它的定义是（ ）
A. 流体速度与当地音速之比
B. 流体速度与声速的差值
C. 当地音速与流体速度之比
D. 流体速度的平方与声速的平方之比
4. 对于二维翼型，其升力系数主要取决于（ ）
A. 翼型的形状和攻角
B. 翼型的厚度
C. 翼型的弦长
D. 流体的密度
5. 当气流流过一个收缩管道时，气流的速度会（ ）
A. 减小
B. 增大
C. 不变
D. 先增大后减小
6. 空气动力学中，伯努利方程描述了流体在流动过程中（ ）的关系。
A. 压力、速度和密度
B. 压力、速度和温度
C. 压力、速度和能量
D. 压力、速度和体积
7. 以下哪种现象不属于空气动力学中的边界层分离现象（ ）
A. 机翼表面气流分离
B. 管道内气流阻塞
C. 汽车尾部气流紊乱
D. 飞机失速
8. 对于超音速气流，以下说法正确的是（ ）
A. 气流速度小于当地音速
B. 气流中会出现激波
C. 流动特性与亚音速气流相同
D. 粘性力对流动影响更大
9. 空气动力学中，雷诺数反映了（ ）的相对重要性。
A. 惯性力和粘性力
B. 压力和重力
C. 惯性力和压力
D. 粘性力和重力
10. 翼型的阻力系数主要由（ ）组成。
A. 摩擦阻力系数和压差阻力系数
B. 诱导阻力系数和压差阻力系数
C. 摩擦阻力系数和诱导阻力系数
D. 形状阻力系数和干扰阻力系数

第II卷（非选择题 共70分）
11（总共1题，每题10分，答题要求）
简答题：简述空气动力学中流线的概念及其性质。
12（总共1题，每题15分，答题要求）
计算题：已知某二维翼型在迎角为5°时，升力系数为0.8，空气密度为1.2kg/m³，翼型弦长为2m，求此时翼型所受到的升力。
13（总共1题，每题15分，答题要求）
论述题：论述亚音速气流和超音速气流在流动特性上的主要区别，并举例说明在航空航天领域中的应用。
14（总共1题，每题15分，答题要求）
材料分析题：阅读以下材料：在飞机设计中，空气动力学性能至关重要。某新型飞机的机翼设计采用了特殊的翼型，通过优化设计，使得飞机在巡航时能够降低阻力，提高燃油效率。同时，工程师们还考虑了不同飞行状态下的气流特性，以确保飞机在各种情况下都能保持良好的飞行性能。请分析该材料中体现了哪些空气动力学原理，并说明其对飞机性能的影响。
15（总共1题，每题15分，答题要求）
案例分析题：某飞机在飞行过程中出现了失速现象。请从空气动力学的角度分析失速产生的原因，并提出防止失速的措施。

答案：1. A 2. A 3. A 4. A 5. B 6. C 7. B 8. B 9. A 10. A 11. 流线是在流场中画出的一系列曲线，曲线上每一点的切线方向与该点的流体速度方向一致。流线具有以下性质：流线不能相交；流线的疏密程度反映了流体速度的大小；稳定流动时，流线形状不随时间变化。 12. 根据升力计算公式F = 1/2ρv²cl，已知升力系数cl = 0.8，空气密度ρ = 1.2kg/m³，翼型弦长l = 2m，迎角为5°时的速度v可通过相关实验数据或经验公式估算（假设v = 50m/s），则升力F = 1/2×1.2×50²×0.8×2 = 2400N。 13. 亚音速气流速度小于当地音速，流动较为平滑，粘性力起主要作用，可采用常规翼型设计。超音速气流速度大于当地音速，会出现激波，流动特性复杂，需采用特殊翼型如尖前缘薄翼型等。在航空航天领域，亚音速飞机如民航客机采用常规翼型；超音速飞机如战斗机则采用适应超音速流动的翼型设计。 14. 体现了翼型优化设计可降低阻力原理，通过采用特殊翼型减少压差阻力等。考虑不同飞行状态气流特性原理，确保飞机在各种情况下保持良好性能。这使得飞机巡航时降低阻力，提高燃油效率，不同飞行状态下都能稳定飞行，提升了飞机的整体性能。 15. 失速产生原因：当飞机迎角增大到一定程度，机翼上表面气流分离，形成紊流，升力系数急剧下降，导致失速。防止措施：安装失速警告系统，提醒飞行员调整姿态；设计合理的机翼形状和控制参数，限制最大迎角；加强飞行员培训，使其熟悉失速特性及应对方法。