航空科学大观｜流动的奥妙——刘沛清教授带你畅游流体的世界

首先，刘教授通过对空气动力学发展历史、理论体系、核心技术和未来展望的讲解，让同学们认识到空气动力学是航空航天技术的基础和前瞻性学科，一直在各种飞行器研制中起着先导性和关键性的作用，因此其发展水平对飞行器可能实现的先进性起到了决定性作用。同时刘教授还介绍了飞机气动设计的方法与流程，体现了空气动力学在这个过程中起到的关键作用。

然后，刘教授给同学们讲解了通过流动控制实现增升减阻的原理。刘教授指出：流体粘性阻力包括层流阻力和湍流阻力两个部分，而湍流阻力是层流阻力的6~7倍，因而扩大层流覆盖面积有利于降低飞机阻力。关于层流控制的方法，刘教授列举了波音757、F-16XL和空客A300B2的例子；关于沟槽控制的方法，刘教授列举了鲨鱼皮的例子，让同学们理解起来更加直观、易懂。

随后，刘教授介绍了流动控制在抑制分离和旋涡方面的作用，具体列举了涡流发生器、翼梢小翼、增大机翼的有效展弦比、翼梢涡扩散器和翼梢帆片等方法，并详细分析了这些方法的空气动力学原理。

在当今飞机的研制过程中，气动噪声问题越来越严重。2018年1月实施的第五阶段噪声适航标准规定：在第四阶段基础上继续降低7dB。这对新研制的客机，气动噪声几乎成为卡脖子的技术。针对这种现象，刘教授指出：在过去的30年间，随着大涵道比涡扇发动机的使用，客机噪声已经下降了30dB，未来的降噪潜力开始转移到机体气动噪声上。接着刘教授从航空气动声学的角度分析了气动声学与经典声学的区别和气动噪声产生的机理，并简要介绍了一些机体噪声降噪技术的被动控制方法和主动控制方法。