气动热力学英文解释翻译、气动热力学的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 aerothermodynamics

分词翻译：

气的英语翻译：

gas
【医】 aer-; aero-; air; atmo-; physo-; pneuma; pneuma-; pneumato-; pneumo-

动的英语翻译：

act; move; stir; use
【医】 kino-

热力学的英语翻译：

energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics

专业解析

气动热力学（Aerothermodynamics）是流体力学、热力学和气体动力学的交叉学科，主要研究高速气流（特别是超声速或高超声速流动）与物体相互作用时产生的热效应及其力学特性。该领域重点关注气体在高速运动状态下的传热、温度分布、能量转换及气动力特性，尤其涉及高温气体动力学效应。

一、核心定义与研究对象

气动热力学综合气体动力学与热力学原理，分析高速流动中气体的热力学行为。其核心研究对象包括：

气动加热（Aerodynamic Heating）：物体在高速飞行时，气体因压缩和粘性摩擦产生高温，导致表面热负荷骤增。例如航天器再入大气层时，激波层温度可达数千摄氏度。
高温气体效应：高速流动下气体分子振动能激发、离解甚至电离，改变气体热力学属性（如比热比变化），影响飞行器气动性能。
激波-边界层干扰：激波与物体表面边界层的相互作用加剧局部传热，可能引发结构热失效。

二、典型应用场景

航天器热防护系统设计：高超声速飞行器（如火箭、太空舱）需通过隔热材料与主动冷却技术应对气动加热。NASA研究表明，再入阶段热流密度峰值直接决定防热材料选型。
高超声速推进系统：超燃冲压发动机燃烧室内的气流速度远超声速，燃料注入与燃烧稳定性依赖精准的气动热力学计算模型。
行星探测任务：火星探测器进入大气层时，稀薄气体效应与湍流转捩对热流预测提出特殊挑战。

三、学科理论基础

气动热力学的基础方程包括：

纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）：描述粘性流体运动 $$ frac{partial rho}{partial t} + abla cdot (rho mathbf{v}) = 0 $$ $$ rho left( frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot abla mathbf{v} right) = - abla p + abla cdot boldsymbol{tau} $$
能量守恒方程：耦合传热与流动过程 $$ rho c_p frac{partial T}{partial t} + rho c_p mathbf{v} cdot abla T = abla cdot (k abla T) + Phi_v $$ 其中 $Phi_v$ 为粘性耗散项，表征机械能向热能的转换。

权威参考文献

NASA技术报告《高超声速气动热力学基础》（Fundamentals of Aerothermodynamics），详细阐述再入飞行器热环境预测方法。
清华大学航天航空学院《高温气体动力学》教材，系统分析高温气体输运特性与数值模拟技术。

网络扩展解释

“气动热力学”是“气动”与“热力学”两个领域的交叉学科，结合气体动力学和热力学原理，研究气体运动过程中与能量转换、热效应相关的现象。以下是详细解释：

一、词义分解

气动（Pneumatic/Aerodynamic）
- 基础定义：指利用气体（如空气）的压力或动力特性实现机械运动或能量传递的过程。例如气动控制阀（利用气压驱动）、气动弹道（研究空气动力对物体的作用）。
- 延伸理解：在工程中常涉及气体流动、压缩、膨胀等物理行为，属于流体力学分支。
热力学（Thermodynamics）
- 核心内容：研究热现象中能量的平衡与转化关系，尤其是热能与机械能等其他形式的能量转换。其理论基于四大定律（如能量守恒定律、熵增原理），属于宏观唯象理论，不涉及微观粒子机制。

二、气动热力学的综合含义

该学科聚焦于气体在运动过程中伴随的热力学过程，典型应用包括：

航空航天领域：喷气发动机中气体压缩、燃烧、膨胀的能量转换与热效应分析。
能源工程：燃气轮机、压缩机等设备的气流动力学与热效率优化。
理论研究：结合气体动力学方程（如纳维-斯托克斯方程）和热力学定律，建立气体流动与传热的耦合模型。

三、示例公式

气动热力学中常见的能量守恒方程可表示为：
$$
h + frac{v}{2} = text{常数}
$$
其中，( h )为焓（热力学参数），( v )为气流速度，体现热能与动能的相互转化。

参考来源

气动定义：、
热力学基础：、、、