二、相对运动原理、连续性定理及伯努利定理
2002年12月13日
1、相对运动原理
物体在静止的空气中运动或气流流过静止的物体，如果两者相对速度相等，物体上所受的空气动力完全相等。这个原理就叫做“相对运动原理”。
一般在研究、分析和实验时，采用气流流过物体的方法较为直观和简单。根据此原理只要相对速度相等，它的结果与物体在空气中运动时所受的空气动力就一样。例如：飞机以每小时800公里的速度在静止的空气中飞行；或者气流以每小时800公里的速度流过静止的飞机，在飞机上产生的空气动力完全相等。
2．连续性定理
气流在不同管径中流速的变化
这是描述流速与气流截面关系的定理。气流稳定地流过直径变化的管子时，由于流体在管道中流动时既不能中断，也不能堆积，所以在单位时间内流过管道任一截面的空气质量相等，即有下列连续性（质量守恒）方程成立：
ρ1 S1V1＝ρ2S2V2＝常数
式中： ρ—空气密度； S—管子截面积；V—气流速度
由此可得出结论：管径粗处的气流速度较小，而管径细处气流速度较大，也就是说，气流速度与管道截面面积大成反比。
我们可从日常的生活经验理解这一定理：山谷里的风通常比平原大；河水在河道窄的地方流得快，河道宽的地方流得慢等这些自然现象说明：流体的流速与过道的宽窄有关，窄的地方流得快，宽的地方流得慢。
3．伯努利定理
伯努利定理是能量守恒定律在空气动力学中的应用，它描述了空气动压、静压和总压之间的关系，其基本内容是：流体在流管中流动时，流速快的地方压力小，流速慢的地方压力大。
根据能量守恒定律可知：能量既不会消失，也不会无中生有，它只能从一种形式转化成为另一种形式。在低速流动的空气中，参与转换的能量只有压力能和动能。
一定质量的空气具有一定的压力，能推动物体做功；压力越大，压力能也越大；流动的空气具有动能，流速越大，动能也越大。
实验表明：在稳定气流中，对于一定的质量的空气，如果没有能量消耗，也没有能量加入，则其动能和压力能的总和总是不变的：流速加快，动能增大，压力能减小，故压力降低；流速减慢，则压力升高。它们之间的关系可用静压、动压和全压的关系来说明：
静压：是势能的一种。它是空气垂直作用于物体单位表面积上的静压力，用压强表示，在静止的气流中其大小为空气的大气压。
动压：蕴藏在流动的空气中的动能，没有作用于物体表面，但当气流流经物体，流速发生变化时。它就转换成静压的形式，施加于物体表面。例如我们逆风前进时，之所以感到迎面有压力就是因为风流经我们身体时，流速发生了变化，蕴藏在流动的空气中的动能转化成了静压，才使我们身体感到了压力。动压表示为： g=1/2ρV2
全压：气流流过任何一点时所具有的静压与动压之和称为全压。根据能量守恒定律，飞机飞行时，相对气流中的空气全压，就等于飞行高度上的大气压加上相对气流中飞机前方的空气所具有的动压。
上述关系可用表达为： 静压+动压=全压=常数，即：
1/2ρV12+P1=1/2ρV22+P2=P0(常数)
式中： g=1/2ρV2—动压；ρ—空气密度；V—气流速度；P—静压；P0—全压。
由此我们可以得出：全压一定时，静压和动压可以相互转化。当气流流速加快时，动压加大，静压必然减小；当气流速度减慢时，动压减小，静压必然增大。
综合气流连续性定理和伯努利定理的叙述，我们可以总结为下面的结论：
流管变细的地方，流速就大，压力就小；反之，流管变粗的地方，流速就小，压力就大。 根据这一重要结论，就可初步说明机翼产生升力的原因了。
原文地址：
http://www.tticket.com.cn/admin/jump_Encyclopaedia.asp?id=12
