氣動熱力學英文解釋翻譯、氣動熱力學的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 aerothermodynamics

分詞翻譯：

氣的英語翻譯：

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

動的英語翻譯：

act; move; stir; use
【醫】 kino-

熱力學的英語翻譯：

energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics

專業解析

氣動熱力學（Aerothermodynamics）是流體力學、熱力學和氣體動力學的交叉學科，主要研究高速氣流（特别是超聲速或高超聲速流動）與物體相互作用時産生的熱效應及其力學特性。該領域重點關注氣體在高速運動狀态下的傳熱、溫度分布、能量轉換及氣動力特性，尤其涉及高溫氣體動力學效應。

一、核心定義與研究對象

氣動熱力學綜合氣體動力學與熱力學原理，分析高速流動中氣體的熱力學行為。其核心研究對象包括：

氣動加熱（Aerodynamic Heating）：物體在高速飛行時，氣體因壓縮和粘性摩擦産生高溫，導緻表面熱負荷驟增。例如航天器再入大氣層時，激波層溫度可達數千攝氏度。
高溫氣體效應：高速流動下氣體分子振動能激發、離解甚至電離，改變氣體熱力學屬性（如比熱比變化），影響飛行器氣動性能。
激波-邊界層幹擾：激波與物體表面邊界層的相互作用加劇局部傳熱，可能引發結構熱失效。

二、典型應用場景

航天器熱防護系統設計：高超聲速飛行器（如火箭、太空艙）需通過隔熱材料與主動冷卻技術應對氣動加熱。NASA研究表明，再入階段熱流密度峰值直接決定防熱材料選型。
高超聲速推進系統：超燃沖壓發動機燃燒室内的氣流速度遠超聲速，燃料注入與燃燒穩定性依賴精準的氣動熱力學計算模型。
行星探測任務：火星探測器進入大氣層時，稀薄氣體效應與湍流轉捩對熱流預測提出特殊挑戰。

三、學科理論基礎

氣動熱力學的基礎方程包括：

納維-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）：描述粘性流體運動 $$ frac{partial rho}{partial t} + abla cdot (rho mathbf{v}) = 0 $$ $$ rho left( frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot abla mathbf{v} right) = - abla p + abla cdot boldsymbol{tau} $$
能量守恒方程：耦合傳熱與流動過程 $$ rho c_p frac{partial T}{partial t} + rho c_p mathbf{v} cdot abla T = abla cdot (k abla T) + Phi_v $$ 其中 $Phi_v$ 為粘性耗散項，表征機械能向熱能的轉換。

權威參考文獻

NASA技術報告《高超聲速氣動熱力學基礎》（Fundamentals of Aerothermodynamics），詳細闡述再入飛行器熱環境預測方法。
清華大學航天航空學院《高溫氣體動力學》教材，系統分析高溫氣體輸運特性與數值模拟技術。

網絡擴展解釋

“氣動熱力學”是“氣動”與“熱力學”兩個領域的交叉學科，結合氣體動力學和熱力學原理，研究氣體運動過程中與能量轉換、熱效應相關的現象。以下是詳細解釋：

一、詞義分解

氣動（Pneumatic/Aerodynamic）
- 基礎定義：指利用氣體（如空氣）的壓力或動力特性實現機械運動或能量傳遞的過程。例如氣動控制閥（利用氣壓驅動）、氣動彈道（研究空氣動力對物體的作用）。
- 延伸理解：在工程中常涉及氣體流動、壓縮、膨脹等物理行為，屬于流體力學分支。
熱力學（Thermodynamics）
- 核心内容：研究熱現象中能量的平衡與轉化關系，尤其是熱能與機械能等其他形式的能量轉換。其理論基于四大定律（如能量守恒定律、熵增原理），屬于宏觀唯象理論，不涉及微觀粒子機制。

二、氣動熱力學的綜合含義

該學科聚焦于氣體在運動過程中伴隨的熱力學過程，典型應用包括：

航空航天領域：噴氣發動機中氣體壓縮、燃燒、膨脹的能量轉換與熱效應分析。
能源工程：燃氣輪機、壓縮機等設備的氣流動力學與熱效率優化。
理論研究：結合氣體動力學方程（如納維-斯托克斯方程）和熱力學定律，建立氣體流動與傳熱的耦合模型。

三、示例公式

氣動熱力學中常見的能量守恒方程可表示為：
$$
h + frac{v}{2} = text{常數}
$$
其中，( h )為焓（熱力學參數），( v )為氣流速度，體現熱能與動能的相互轉化。

參考來源

氣動定義：、
熱力學基礎：、、、