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『簡體書』气体动力学原理和方法

書城自編碼: 4125130
分類: 簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作者: 王洪伟
國際書號(ISBN): 9787115653895
出版社: 人民邮电出版社
出版日期: 2025-08-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 913

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編輯推薦:
(1)将力学基本概念通俗,便于读者接受。
(2)针对书中每个主题,作者尽量减少公式的推导,专门绘制大量既精美又保持了科学性的插图,增加了学习的趣味性,便于读者阅读。
(3)本书对众多与我们生活息息相关的流动现象进行了深入分析,扩大了知识面。
(4)增加了数值模拟及实验内容,便于读者实践,也为将来的科研打下基础。
內容簡介:
本书的目的是引领读者深入理解气体动力学的原理并掌握基本计算方法,为从事相关的工程计算、数值模拟和实验研究等工作打下扎实的基础。本书共11章,主要内容包括气体的基本性质、热力学基础知识、流动的基本方程、可压缩流动的基本关系式、压力波、准一维定常管内流动、一维非定常波、简化理论和计算方法、跨声速流动、高超声速流动、数值计算方法简介等。和现有教材相比,本书的一个特色是尽量使用通俗的语言和基本力学概念解释大量数学关系式的由来和物理意义;另一个特色是书中大部分插图是作者边写作边绘制的,插图和文字论述结合更紧密,有助于读者对内容的理解,并使本书整体上更精美和易读。
本书可作为高等工科院校飞行器动力工程、能源与动力工程、工程热物理等相关专业的基础教材,也可供从事飞行器设计、航空动力和其他气体动力学相关工作的科技人员自学和参考。
關於作者:
王洪伟,北京航空航天大学副教授。作为核心成员参加多项自然科学基金、航空基金、重点实验室基金,以及来自总装,陆航,海航等部门的项目。以及211和985工程建设和重点实验室建设等。在国内外期刊发表研究论文十余篇并获得多项专利。出版教材一本。
目錄
第 1章 气体的基本性质1
1.1 气体动理论2
1.2 压力、温度、气体状态方程4
1.2.1 宏观的压力、温度和气体状态方程5
1.2.2 微观的压力和温度7
1.3 气体的内能11
1.3.1 理想气体的内能11
1.3.2 双原子气体的内能12
1.4 气体分子的速度16
1.5 气体分子的自由程20
1.6 气体的输运现象22
1.6.1 气体的黏性22
1.6.2 气体的导热25
1.6.3 气体的扩散28
1.7 连续介质假设28
1.8 气体的压缩性29
1.9  不可压缩流动假设32
1.10 重力对气体的影响33
1.10.1 重力的效果33
1.10.2 重力可忽略的情况35
1.11 国际标准大气37
重要关系式总结39
◎习题41
第 2章 热力学基础知识43
2.1 热力学系统44
2.2 热力学平衡46
2.3 准静态过程47
2.4 可逆过程50
2.5 功、热、热力学第 一定律53
2.5.1 功与热53
2.5.2 热力学第 一定律54
2.6 热机、熵与热力学第二定律63
2.6.1 热机与热力学第二定律64
2.6.2 熵与热力学第二定律70
2.6.3 熵的进一步讨论78
重要关系式总结83
◎习题85
第3章 流动的基本方程87
3.1 流体中的力88
3.1.1 体积力和表面力88
3.1.2 流体内部的应力88
3.2 流体质点的运动90
3.2.1 拉格朗日法和欧拉法90
3.2.2 迹线和流线92
3.2.3 加速度和物质导数94
3.2.4 雷诺输运定理98
3.2.5 雷诺输运定理和物质导数的关系99
3.3 流体微团的运动101
3.3.1 流体微团运动的分解101
3.3.2 线变形、角变形和旋转104
3.4 连续方程107
3.4.1 积分形式的连续方程107
3.4.2 微分形式的连续方程109
3.5 动量方程113
3.5.1 积分形式的动量方程113
3.5.2 微分形式的动量方程114
3.6 角动量方程120
3.6.1 积分形式的角动量方程120
3.6.2 微分形式的角动量方程121
3.7 能量方程123
3.7.1 积分形式的能量方程123
3.7.2 微分形式的能量方程123
3.7.3 焓方程、熵方程、总焓方程和轴功130
3.8 伯努利方程133
3.9 流动方程的求解137
3.9.1 定解条件137
3.9.2 N-S方程组的解析解140
重要关系式总结143
◎习题146
第4章 可压缩流动的基本关系式151
4.1 绝能等熵过程152
4.1.1 流动中总焓与熵的变化152
4.1.2 绝能等熵过程关系式155
4.2 多变过程157
4.3 声速和马赫数160
4.3.1 声速160
4.3.2 马赫数166
4.4 准一维流动169
4.5 滞止参数和临界参数172
4.5.1 滞止状态和滞止参数173
4.5.2 临界状态和速度系数177
4.5.3 总压恢复系数和熵增180
4.6 气体动力学函数181
4.6.1 总静参数函数181
4.6.2 流量函数182
4.6.3 冲量函数184
4.7 气动函数的应用187
重要关系式总结193
◎习题195

第5章 压力波199
5.1 弱扰动和马赫波200
5.1.1 弱扰动的传播200
5.1.2 弱波和强波202
5.2 膨胀波和弱压缩波204
5.2.1 膨胀波的形成和特点204
5.2.2 弱压缩波的形成和特点205
5.2.3 膨胀波前后的气流参数关系207
5.2.4 转折角处气流的动力学分析 214
5.3 激波215
5.3.1 激波的波速215
5.3.2 激波的形成217
5.3.3 正激波前后的气流参数关系228
5.3.4 斜激波的形成232
5.3.5 斜激波前后的气流参数关系233
5.3.6 激波极曲线242
5.3.7 激波形式的讨论245
5.3.8 正激波的焓熵图、范诺线、瑞利线247
5.3.9 锥面激波250
5.4 压力波的反射和相交253
5.4.1 壁面上的反射256
5.4.2 自由边界上的反射258
5.4.3 膨胀波与激波的相交260
5.4.4 膨胀波和激波的终止266
5.4.5 激波的不规则反射和相交268
重要关系式总结270
◎习题273
第6章 准一维定常管内流动277
6.1 变截面管流279
6.1.1 横截面积的影响279
6.1.2 密度、流速和横截面积的关系283
6.1.3 收缩管流293
6.1.4 扩张管流302
6.1.5 收-扩管流304
6.1.6 多喉部管流313
6.1.7 超声速进气道简介317
6.2 摩擦管流322
6.2.1 摩擦产生的参数变化322
6.2.2 摩擦壅塞331
6.2.3 范诺线336
6.3 换热管流337
6.3.1 换热的影响337
6.3.2 加热壅塞345
6.4 变流量管流346
6.4.1 附加流量的影响346
6.4.2 附加流量垂直于主流的情况349
6.5 一般的一维定常管流351
重要关系式总结354
◎习题356
第7章 一维非定常波359
7.1 正激波和反射激波361
7.1.1 运动正激波361
7.1.2 正激波的反射366
7.1.3 激波的x-t图370
7.2 一维压力波基础理论371
7.2.1 一维运动膨胀波的特点371
7.2.2 小扰动线性化理论372
7.2.3 有限波的特征线法380
7.3 一维膨胀波的传播和反射390
7.3.1 运动膨胀波390
7.3.2 简单膨胀波的求解394
7.3.3 反射膨胀波的求解397
7.4 激波管流动分析399
重要关系式总结402
◎习题405
第8章 简化理论和计算方法407
8.1 速度势和势方程408
8.1.1 无旋流动和速度势408
8.1.2 可压缩流动的速度势方程411
8.2 小扰动线性化理论414
8.2.1 势方程的线性化415
8.2.2 边界条件的线性化417
8.2.3 压力系数的线性化418
8.3 亚声速流动的线性化解421
8.3.1 沿波形壁亚声速流动的解421
8.3.2 绕薄翼型亚声速流动的相似律427
8.4 超声速流动的线性化解432
8.4.1 线性化通解432
8.4.2 沿波形壁超声速流动的解436
8.4.3 绕薄翼型的超声速流动439
8.5 特征线法442
8.5.1 特征线法的一般理论442
8.5.2 一维非定常流动中的特征线法448
8.5.3 二维无旋超声速流动中的特征线法449
8.5.4 轴对称流场的特征线法464
8.5.5 有旋流动的特征线法466
8.5.6 三维流动的特征线法467
重要关系式总结468
◎习题471
第9章 跨声速流动473
9.1 跨声速流动带来的挑战474
9.2 跨声速流动的特点477
9.2.1 跨声速的定义和临界马赫数477
9.2.2 激波阻力479
9.3 跨声速流动的理论482
9.3.1 跨声速流动的近似482
9.3.2 跨声速流动的相似483
9.4 跨声速飞行的实践484
9.4.1 临界马赫数的进一步讨论484
9.4.2 掠形机翼 486
9.4.3 超临界翼型488
9.4.4 跨声速面积律491
重要关系式总结494
第 10章 高超声速流动495
10.1 高超声速概述496
10.1.1 高超声速飞行器现状496
10.1.2 高超声速流动的特点497
10.2 高超声速基本简化关系式504
10.3 牛顿理论及其修正505
10.4 马赫数无关原理510
10.5 小扰动方程和相似律513
10.6 气动加热和热障515
10.7 平衡态高温气体动力学517
10.7.1 正激波关系式518
10.7.2 准一维变截面管流520
重要关系式总结522
第 11章 数值计算方法简介523
11.1 方程的类型和求解方法524
11.2 方程的离散525
11.2.1 差分格式525
11.2.2 差分方程529
11.2.3 显式格式和隐式格式530
11.2.4 误差和稳定性532
11.2.5 耗散和色散535
11.3 流动方程和数值格式537
11.3.1 统一形式的流动方程537
11.3.2 Lax-Friedrichs格式539
11.3.3 Lax-Wendroff格式540
11.3.4 MacCormack格式541
11.4 计算网格543
11.4.1 物理空间和计算空间543
11.4.2 坐标转换和计算方程544
11.4.3 网格的疏密545
11.5 有限体积法547
11.6 计算流体力学的地位549
重要关系式总结549
附录A 矢量和张量基础553
A.1 概念和代数运算553
A.1.1 矢量和张量的概念553
A.1.2 矢量和张量的表示法553
A.1.3 矢量和张量的运算555
A.2 场和微积分559
A.2.1 梯度、散度和旋度559
A.2.2 高斯定理和斯托克斯定理560
A.3 柱坐标关系式561
附录B 一些关系式和计算程序562
B.1 标准大气关系式和计算程序562
B.2 空气的物理性质和计算程序563
B.3 可压缩流动基本关系式和计算程序564
B.4 拉瓦尔喷管计算程序568
B.5 二维超声速喷管计算程序573
B.6 超声速气流外掠平板计算程序575

参考文献582

 

 

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