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问题：F1中空气动力学的最基本原理和公式是什么？（物理学公式）尤其是针? 
中空气动力学的最基本原理和公式是什么？（物理学公式）尤其是针对定风翼的物理学说明！！
回答：1．动量理论推导出作用在风机叶轮上的功率P和推力T（忽略摩擦阻力）。由于受到风轮的影响，上游自由风速V0逐渐减小，在风轮平面内速度减小为U1。上游大气压力为P0，随着向叶轮的推进，压力逐渐增加，通过叶轮后，压力降低了ΔP，然后有又逐渐增加到P0（当速度为U1时）。根据伯努力方程H=1/2（ρv2）+P…………（1）ρ—空气密度H—总压根据公式（1），ρV02/2+P0=ρu2/2+p1ρu12/2+P0=ρu2/2+p2P1-p2=ΔP由上式可得   ΔP=ρ（V02- u12）/2………（2）运用动量方程，可得作用在风轮上的推力为：T=m(V1-V2) 式中m=ρSV,是单位时间内的质量流量所以：  T＝ρSu（V0-u1）所以：  压力差ΔP＝T/S=ρu（V0-u1）由（2）和（3）式可得：u＝1/2[（V0-u1）] ……………………（4）由（4）式可见叶轮平面内的风速u是上游风速和下游风速的平均值，因此，如果我们用下式来表示u。u=(1-a)*V0                         (5)a 称为轴向诱导因子，则u1可表示为：u1=(1-2a)*V0                   (6)功率P和推力T可分别表示为：T=ΔP*A                      (7)P=ΔP*u*A                    (8)根据方程（2），（3）和（6）可得：P=2ρa(1-a) 2 * V03A             (9)T=2ρa(1-a) V02A               (10)通过定义功率和推力系数：P=4a(1-a)2                   (11)CT=4a(1-a)                    (12)方程（9）和（10）可写成如下形式：P=0.5ρV03 A CP                 （13）T=0.5ρV03 A CT                      （14）对方程（11）求极值∂Cp/∂a=4(3a2-4a+1)=0              (15)求得　　　a=(2±1)/3=1或1/3根据公式（6）a<0.5所以a=1/3时，Cp有极大值（Cp）max＝16/27≌0.59　　　 (16)当a=1/3时，Cp值最大。 ２.尾涡的旋转１.        中的公式推导是基于以下假设：力矩保持线性，没有旋转个发生。然而，叶轮是通过作用在其上的扭矩Q来吸收风能的，根据牛顿第二定律，尾涡也在旋转，并且其旋转方向和叶轮相反。U1=2ωrab　　　　　　　　　(17)ω:   叶轮角速度ｂ:  切向诱导因子作用在环素dr上的力矩为：dQ=mutr=(ρu*2πrdr)utr=2πr2ρu*utdr　　　　　　　(18)m-----　通过环素的质量流相应的功率为：dp= *dQ　　　　　　　　　 (19)用a,b和方程（18）可以写出dp=4πr3Ρv0ω2(1-a)bdr　　　　(20)叶轮吸收中的总功率为：P=4π(V0/λ2R2) ρ∫0R(1-a)btr3dr　　(21)尖速比        =V0/ωr                (22)                                空气动力学基础 由于受到风轮的影响，上游自由风速V0逐渐减小，在风轮平面内速度减小为U1。上游大气压力为P0，随着向叶轮的推进，压力逐渐增加，通过叶轮后，压力降低了ΔP，然后有又逐渐增加到P0（当速度为U1时）。根据伯努力方程H=1/2（ρv2）+P…………（1）ρ—空气密度H—总压根据公式（1），ρV02/2+P0=ρu2/2+p1ρu12/2+P0=ρu2/2+p2P1-p2=ΔP由上式可得   ΔP=ρ（V02- u12）/2………（2）运用动量方程，可得作用在风轮上的推力为：T=m(V1-V2) 式中m=ρSV,是单位时间内的质量流量所以：  T＝ρSu（V0-u1）所以：  压力差ΔP＝T/S=ρu（V0-u1）由（2）和（3）式可得：u＝1/2[（V0-u1）] ……………………（4）由（4）式可见叶轮平面内的风速u是上游风速和下游风速的平均值，因此，如果我们用下式来表示u。u=(1-a)*V0                         (5)a 称为轴向诱导因子，则u1可表示为：u1=(1-2a)*V0                   (6)功率P和推力T可分别表示为：T=ΔP*A                      (7)P=ΔP*u*A                    (8)根据方程（2），（3）和（6）可得：P=2ρa(1-a) 2 * V03A             (9)T=2ρa(1-a) V02A               (10)通过定义功率和推力系数：CP=4a(1-a)2                   (11)CT=4a(1-a)                    (12)方程（9）和（10）可写成如下形式：P=0.5ρV03 A CP                 （13）T=0.5ρV03 A CT                      （14）对方程（11）求极值∂Cp/∂a=4(3a2-4a+1)=0              (15)求得　　　a=(2±1)/3=1或1/3根据公式（6）a<0.5所以a=1/3时，Cp有极大值（Cp）max＝16/27≌0.59　　　 (16)当a=1/3时，Cp值最大。 ２.尾涡的旋转１.        中的公式推导是基于以下假设：力矩保持线性，没有旋转个发生。然而，叶轮是通过作用在其上的扭矩Q来吸收风能的，根据牛顿第二定律，尾涡也在旋转，并且其旋转方向和叶轮相反。U1=2ωrab　　　　　　　　　(17)ω:   叶轮角速度ｂ:  切向诱导因子作用在环素dr上的力矩为：dQ=mutr=(ρu*2πrdr)utr=2πr2ρu*utdr　　　　　　　(18)m-----　通过环素的质量流相应的功率为：dp= *dQ　　　　　　　　　 (19)用a,b和方程（18）可以写出dp=4πr3Ρv0ω2(1-a)bdr　　　　(20)叶轮吸收中的总功率为：P=4π(V0/λ2R2) ρ∫0R(1-a)btr3dr　　(21)尖速比        =V0/ωr                (22)如图（２），诱导因子分别给V0和ωr一个诱导速度，并且产生一个相对速度W，因为假设的是无摩擦流动，诱导速度必定垂直于W，a和b并不是独立的，有以下关系：〔bωr〕/[aV0]=[V0(1-a)]/[ ωr(1+b)]   (23)λ(r)=V0/ωr                     (24)由以上两式可得：a(1-a) λ2(r)=b(1+b)               (25)  如图（3）， 对于小的尖速比λ（r）来说，叶片转速相对风速来说较大，这时切向诱导系数b几乎可以忽略，轴向诱导系数几乎达到了0.333，对于大的尖速比λ（r），尾涡的影响较大，最大功率输出时,a减小到0.25。如图（4），理想的高速风机（无摩擦）其风能利用系数可达到贝兹极限（Cp=0.593），然而低速风力机如多叶片风机由于尾涡的影响其理论Cp值不会超过0.30。