Unified theoretical foundations of lift and drag in viscous and compressible external flows

این پایان نامه به تجزیه و تحلیل نیروهای آیرودینامیکی در جریان های خارجی چسبناک و تراکم پذیر می پردازد. این منحصربه‌فرد است، زیرا تئوری‌های نیرو مورد بحث برای جریان‌های خارجی ناویر استوکس کاملاً چسبناک و قابل تراکم به کار می‌روند و به آنها اجازه می‌دهد تا به آسانی با دینامیک سیالات محاسباتی ترکیب شوند تا پایه‌ای عمیق از آیرودینامیک مدرن را تشکیل دهند. این پایان نامه سه کمک اساسی به آیرودینامیک نظری ارائه می کند: (1) یک ساختار منطقه ای میدان دور جهانی که تعیین می کند چگونه مقادیر جریان اختلال به صورت دینامیکی به حالت استراحت در بی نهایت فرو می ریزند. (2) فرمول کلی و دقیق نیروی کل برای جریان ثابت و مجانبی میدان دور آن. و (3) یک نظریه کلی میدان نزدیک برای تشخیص دقیق همه اجزای فیزیکی نیروی آیرودینامیکی و گشتاور.

This thesis analyzes aerodynamic forces in viscous and compressible external flows. It is unique, as the force theories discussed apply to fully viscous and compressible Navier-Stokes external flows, allowing them to be readily combined with computational fluid dynamics to form a profound basis of modern aerodynamics. This thesis makes three fundamental contributions to theoretical aerodynamics, presenting: (1) a universal far-field zonal structure that determines how disturbance flow quantities decay dynamically to the state of rest at infinity; (2) a universal and exact total-force formula for steady flow and its far-field asymptotics; and (3) a general near-field theory for the detailed diagnosis of all physical constituents of aerodynamic force and moment.