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内容简介
本书是气体动力学的基础性教学参考书,是清华大学获奖教材.内容包括气体运动的基本方程,激波,相似理论,气体的一维运动,定常的亚、跨、超声速流动,气体动力学中的摄动法和数值计算方法.书中介绍了气体运动的基本规律和各种类型流动的特性.本书着重阐述基本概念和各种常用的计算方法.每章之后附有习题.书后附有数据表.
本书可供航空、机械、热能、建筑、气象、力学等专业的高年级大学生、研究生以及有关科技人员参考.
目录
- 前言
第一章 气体运动基本方程组
§1 积分形式的基本方程组
§2 欧拉微分运动方程组
§3 Bernoulli方程
§4 Kelvin定理和Crocco定理
§5 势函数和流函数、势函数方程和流函数方程
§6 声传播方程
习题
参考文献
第二章 强间断面和激波
§1 激波现象
§2 强间断条件
§3 正激波
§4 斜激波
§5 激波厚度
习题
参考文献
第三章 量纲理论基础和相似律
§1 相似概念
§2 量纲理论基础
§3 π定理的应用
习题
参考文献
第四章 气体一维定常流动
§1 气体一维定常运动基本方程组
§2 气体的一维定常等熵流动
§3 喷管流动
§4 等截面有摩擦一维定常流动
§5 等截面无摩擦加热(或冷却)一维定常流动
习题
第五章 气体的一维不定常运动
§1 活塞运动
§2 有限强度弱波法
§3 理想激波管
§4 平面爆震波的传播
§5 气体一维不定常运动基本方程组及自模拟解
§6 强爆炸
§7 活塞驱动的气体一维不定常运动
§8 特征线与特征相容方程
§9 平面波均熵运动的特征线法
§10 柱面波和球面波的均熵运动及平面波的非均熵运动
§11 作为弱间断的特征线
习题
参考文献
第六章 气体二维定常运动的小扰动相似理论
§1 小扰动概念
§2 基本方程组和边界条件的简化
§3 亚声速绕薄翼剖面定常流动的Prandtl-Glauert相似律
§4 Ackeret相似律,薄翼剖面超声速定常绕流
§5 薄翼剖面高超声速绕流的钱学森相似律
习题
参考文献
第七章 气体超声速定常运动
§1 Prandtl-Meyer流动
§2 有限强度弱波及其性质
§3 有限强度弱波法
§4 气体超声速平面定常运动的特征线及特征相容方程
§5 平面无旋运动,Riemann不变量
§6 喷管计算的Atkin法
§7 气体平面定常超声速流动特征线法四种问题的提法
§8 轴对称无旋流动和平面有旋流动的特征线法
§9 圆锥超声速定常绕流的性质——锥型流
§10 Taylor-Maccoll数值解
§11 细长锥超声速定常绕流
§12 三维定常超声速流动的特征锥及特征相容条件
习题
第八章 气体亚声速定常运动
§1 平面位势流动的小扰动理论
§2 平面小扰动位势流的基本解
§3 薄翼理论
§4 轴对称细长体的线化理论
§5 Rayleigh-Janzen法
§6 松弛法
§7 速度图变换
§8 Ringleb流动
§9 Kármán-钱学森近似
习题
第九章 气体跨声速定常流动
§1 引言
§2 跨声速流的物理图案
§3 跨声速流的小扰动方程,Kármán相似律
§4 Tricomi方程
§5 对称薄翼跨声速流场的积分方程方法
§6 用速度图法求解跨声速问题
§7 喷管流动
习题
参考文献
第十章 气体力学中的高阶近似及奇异摄动法
§1 Lighill法的基本概念,例
§2 绕尖头薄翼剖面超声速流动的二阶近似
§3 喷管喉部流动(跨声速)的近似解(Sauer法)
§4 用Lighthill法求解尖头薄翼超声速绕流问题
§5 无限长圆柱在静止空气中等速膨胀运动
§6 特征线摄动法:林家翘-Fox理论(一)
§7 特征线摄动法:林家翘-Fox理论(二)
§8 计算Laval喷管的流函数法
习题
参考文献
第十一章 气体动力学基本方程的差分计算
§1 数值流体动力学的范围与概况
§2 有限差分近似(离散化)
§3 有限差分的几个重要问题
§4 线性差分格式的稳定性与收敛性的讨论
§5 可压缩流体运动基本方程的守恒型
§6 激波的存在与处理
§7 显式差分格式
§8 隐式差分格式
§9 类型相关格式
习题
参考文献
附录 气体动力学图表
1.气体动力学中物理量的量纲公式及单位
2.气体常数表
3.普适物理常数
4.斜激波θ-β关系曲线
5.完全气体中的斜激波(γ=1.4)
6.标准大气
7.等熵流的特征数函数参数表
8.等熵流(γ=1.4)(T,P,ρ0为滞止状态参数)
9.有摩擦等截面管道绝热流(γ=1.4)
10.等截面有摩擦等温管流(γ=1.4)
11.等截面管道有热交换无摩擦流动(γ=1.4)
12.正激波(γ=1.4)