Solution Manual For Use but dont count Fundamentals of Aerodynamics, 7th Edition John Anderson

Solution Manual For
Use but dont count SM Fundamentals of Aerodynamics, 7th Edition John Anderson
Chapters 1-15

Chapter 1

1.1


p 1.9  104
(a)    0.326 kg/m3
RT (287)(203)



p 1058
T   501 R
(b) R 
1.23  103 (1716) 
1.2

 pu cos   u sin   ds u
TE
N   
LE


p cos    sin   ds
TE

LE (1.7)
ds cos   dx
ds cos   dy

Hence,

 pu  p  dx   LE  u    dy
TE TE
N   
LE


 p u  p     p  p    dx    u    dy
TE TE
N   
LE LE

Divide by q S  q c(1)

N 1 TE  p u  p    p  p   1 TE   
  LE     dx   LE  q u   dy
qc c  q    q   c q 


cn 
1 c

c 0
 1 TE
cpe  cpu dx   cf  cfe dy
c LE n
 
This is Eq. (1.15).

,  LE  pu sin  u cos  ds u
TE
A 

p sin   cos  ds
TE

LE (1.8)

 LE  pu  p  dy   LE  u    dx
TE TE
A 


 LE  pu  p    p  p    dy    u    dx
TE c
A 
0


A 1 TE  p u  p   p  p  1 c   

qc c  LE  q

  q
  dy 
 c  0  qu 
q
 dx



1 TE
 1
  0  cf 
c
ca 
c  LE
cpu  cp dy 
c u
 cf dx

This is Eq. (1.16).

 LE  pu cos  u sin   x   pu sin   u cos  y  ds u
TE
MLE 

  p cos   sin   x   p sin    cos   y  ds
TE

LE


 LE  pu  p  x dx   LE  u    x dy
TE TE
MLE 

 pu  p  y dy   LE  u    y dx
TE TE

LE


 LE  pu  p    p  p  x dx   LE  u    x dy
TE TE
MLE 

 p u  p    p  p    y dy    u    y dx
TE TE

LE LE

Divide by q  c2 :

M LE 1 TE  p u  p    p  p   1 TE   
2
 2  LE  q

  q  
  x dx  2  LE  qu   x dy
q 
qc c  c

, 1 TE  p u  p    p  p  1 TE   

c2  LE  q

  q
  y dy  2

 LE  qu 
q
 y dx

 c

1 c

 Cpu  Cp  x dx    C  x dy
TE

c2  0
cm c  fu  Cf
LE




C  y dy    C  y dx
TE c
 pu  Cp fu  Cf
LE 0


This is Eq. (1.17).

1.3




p  p u  (dx) (1) x   p  p u   x dx
c c
MLE   
0 0

c2
MLE    p  p u 
2

0 p  pu  dx   p  p u  c
c
N 

,  c2 
   p  p u  
MLE  2
x cp  
N  p  pu  c

x cp  c/2

1.4 For a flat plate,   0 in Eqs. (1.7)  (1.11). Hence,

0 p  p u  dx 
c 1
N   0 2  10 (x  1) 2  1.19  105  dx
4


1
 x3  1
N  2  10   x 2  x   1.19  105 x   1.12  105 N
4

3 0 0



0   u  dx   0  731 x 
c 1 0.2
A   288 x 0.2 dx

1
A  1274 x 0.8   1274 N
0

L  N cos  A sin  1.12  105 cos 10  1274 sin 10

 1.105  105 N

D  N sin  A cos  1.12  105 sin 10  1274 cos

 2.07  10 N
4




 0  pu  p  x dx   0 2  10 (x  1)  1.19  10  x dx
c 1
MLE  4 2 5


1
 x 4 2x 3 x 2  5 2 1
 2  10      0.595  10 x  0  5.78  10 Nm
4 4

 4 3 2 0

Mc/ 4  MLE  L(c/4)  5.78  104  1.105  105 (0.25)

 3.02  104 N/m


x cp 
MLE


5.78  104
 0.516 m

N 1.12  105