非定常空氣動力學

非定常空氣動力學是研究物體相對於空氣的運動隨時間變化時，物體的空氣動力變化規律的學科。20世紀20年代初，人們從飛機墜落事故中認識到氣動力、彈性力和慣性力三者的耦合現象──機翼顫振，非定常空氣動力學也隨之開始。

30年代末，二維振盪機翼非定常氣動力理論趨於成熟，奠定了整個學科的基礎。隨着飛機速度的提高，又出現了許多新的氣動現象，這使非定常空氣動力學研究的內容得到了擴充。

60年代以後，振盪機翼非定常氣動力理論得到突破，由二維發展到三維，由亞音速進入到跨音速和超音速，由單獨翼面擴展到多部件氣動。 ^[2] 

非定常空氣動力按其特徵可以分為三類。振盪型：運動特徵隨時間呈現週期性的變化，如飛機的顫振、嗡鳴等；瞬變型：運動特徵隨時間呈現非週期性的突然變化，如飛機的機動飛行等； 隨機型：運動特徵隨時間呈現不規則的隨機性變化，如飛機的失速、抖振、湍流尾跡等。非定常空氣動力學是空氣動力學的主要發展方向，但由於理論方法的侷限，大量的非定常氣動問題還需要通過實驗來解決。 ^[2] 

非定常空氣動力學研究與時間相關的空氣動力學問題。它比相應的定常問題不僅多了一個自變量，而且本質上要複雜得多：首先，每一時刻得非定常氣動力既依賴於當時得氣流狀況，又依賴於前一段時間內氣流運動得整個時間歷程；其次，非定常氣動力是個動態過程，它必然與物體得慣性荷彈性耦合起來，構成複雜的氣動彈性動力學問題。這樣一來，就給解決非定常氣動力問題帶來了困難：

①對於流動機理比較清楚的問題，需要求出氣動力作用的時間歷程，與相應的定常問題相比，其處理方法較複雜，計算工作量也大得多；

②非定常過程引起了流動圖像的改變，例如激波運動、分離點變化、流態改變、漩渦脈動等等，高頻與低頻振動兩者的影響不一樣，而且非定常流往往不能搬用定常流的結論，因此出現了不少新現象、新問題；

③多種因素耦合，涉及氣動彈性動力學問題。 ^[3] 

非定常空氣動力學正在迅速發展，主要是由於工程實際問題的推動。飛行器、葉輪機械、受風載的高層建築和結構等工業部門都迫切需要用它來解決運動響應和氣動彈性問題。從它所應用的範圍來講，可分為兩個方面：

1、研究剛性飛行器的運動響應，主要指飛行器在擾動下（包括控制面作用下）的動態穩定性和機動性。這是飛行力學所要解決的課題，但要求非定常空氣動力學提供一套動穩定性參數的數據。

2、研究彈性物體的結構動力響應，也就是氣動彈性動力學問題。按振動的性質，它們僅可分為兩類：氣動彈性動穩定性問題（自激振動）和氣動彈性動力響應問題（強迫振動）。 ^[3]