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内容大纲
本书从热力学基本概念及守恒定律入手,详细介绍弯曲激波理论及其应用。全书共8章。第1章和第2章是气体动力学基础,包括基本数学和热力学概念,以及质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律。第3~7章为激波理论,介绍直线激波理论,包括正激波、斜激波和圆锥激波理论及其解法;一阶弯曲激波理论,包括方程推导以及激波前后一阶气动力参数理论分析;高阶弯曲激波理论,包括方程推导、理论分析以及超声速流场算法。第8章介绍弯曲激波理论在工程领域的一些典型初步应用。
本书以气体动力学专业的本科生和研究生为主要读者对象,也可作为能源、民航、机械、车辆、舰船、物理等专业本科生、研究生和青年科技工作者的参考书。 -
作者介绍
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目录
丛书序
前言
第1章 基本概念
1.1 基本数学概念
1.1.1 变量
1.1.2 无穷小
1.1.3 导数
1.1.4 偏导数
1.1.5 极大值与极小值
1.1.6 自然对数
1.1.7 泰勒级数
1.2 物理量和单位
1.2.1 密度和比体积
1.2.2 压强
1.2.3 温度
1.2.4 黏度
1.2.5 状态方程
1.3 热力学概念
1.3.1 一般定义
1.3.2 功、热量和热力学能
1.3.3 热力学第一定律
1.3.4 热力学第二定律
1.3.5 性质关系
1.3.6 理想气体
1.3.7 熵变
1.3.8 维数和平均速度
1.3.9 流线和流管
1.3.10 声速
1.3.11 马赫数
1.3.12 波传播
1.3.13 马赫数表示理想气体方程
第2章 基本守恒定律192.1质量守恒定律
2.1.1 一维流动质量守恒定律
2.1.2 连续方程的一般形式
2.1.3 连续方程的分析与应用
2.2 能量守恒定律
2.2.1 一维流动能量方程
2.2.2 微分形式能量方程
2.2.3 动能方程与内能方程
2.2.4 熵与焓的变化
2.2.5 轴功和伯努利方程
2.2.6 流动能量转化
2.3 动量守恒定律
2.3.1 流动与力
2.3.2 动量方程——NS方程
2.3.3 动量方程的分析与应用
2.4 小结
第3章 激波概念与基本原理383.1引言
3.2 激波流动分析
3.2.1 激波的形成
3.2.2 激波的传播速度
3.2.3 激波的计算分析
3.2.4 激波的反射与相交
3.2.5 波阻
3.2.6 圆锥激波及其数值解
3.3 激波基本方程
3.3.1 连续性方程
3.3.2 动量方程
3.3.3 能量方程
3.3.4 状态方程
3.3.5 RH方程
3.3.6 普朗特关系式
3.4 小结
第4章 一阶弯曲激波理论
4.1 引言
4.2 RH方程和欧拉方程
4.2.1 欧拉方程
4.2.2 常物性线
4.3 弯曲激波方程
4.3.1 弯曲激波方程的假设条件
4.3.2 弯曲激波方程的推导过程
4.4 波后涡度
4.4.1 涡度方程
4.4.2 涡度概念
4.5 在三维流动和非稳态流动中的应用
4.6 小结
第5章 一阶弯曲激波理论的基本应用
5.1 引言
5.2 平面激波
5.2.1 均匀来流下的平面斜激波——一种极限情况
5.2.2 均匀来流下流向曲率Sa不为零的单曲率激波——平面弯曲激波
5.2.3 平面流内的Thomas点和Crocco点
5.2.4 平面流内的极流线斜率
5.3 圆锥激波
5.3.1 均匀来流下的锐角圆锥激波
5.3.2 均匀来流下的钝角圆锥激波
5.3.3 圆锥流内的极流线斜率
5.3.4 TM方程与圆锥流
5.4 双曲激波
5.4.1 Thomas双曲激波和Crocco双曲激波
5.4.2 波后尾流均匀时的极流线
5.5 正激波
5.5.1 产生正凸激波的钝头体
5.5.2 凹马赫盘正激波后流动
5.5.3 有后掠角的钝头前缘
5.6 小结
第6章 高阶弯曲激波理论
6.1 引言
6.2 二阶弯曲激波方程
6.2.1 二阶弯曲激波方程组的推导
6.2.2 影响系数形式的二阶弯曲激波方程组
6.2.3 平面激波后参数二阶梯度变化规律
6.2.4 平面激波压力气流角极曲线
6.2.5 圆锥激波后参数二阶梯度变化规律
6.2.6 圆锥激波压力气流角极曲线
6.2.7 改进的欧拉方程
6.3 三阶弯曲激波方程
6.3.1 三阶弯曲激波方程的推导
6.3.2 三阶弯曲激波方程的分析与运用
6.4 小结
第7章 高阶弯曲激波理论的基本应用
7.1 基于二阶弯曲激波理论的泰勒展开法
7.1.1 圆锥激波(Sa=0,Sb≠0)
7.1.2 轴对称弯曲激波(Sa≠0,Sb≠0)
7.1.3 二维弯曲激波(Sa≠0,Sb=0)
7.2 基于二阶弯曲激波理论的弯曲流线特征线法
7.2.1 公式推导
7.2.2 算法
7.2.3 算法验证
7.2.4 算法应用
7.3 基于二阶弯曲激波理论的激波装配法
7.3.1 二维弯曲激波(Sa≠0,Sb=0)
7.3.2 轴对称弯曲激波(Sa≠0,Sb≠0)
7.4 小结
第8章 弯曲激波理论的初步工程应用
8.1 引言
8.2 基于高阶弯曲激波理论的局部偏转吻切乘波设计方法
8.2.1 沿流面离散三维激波曲面
8.2.2 流面内波后参数求解
8.2.3 激波后流场的三维重构
8.3 基于局部偏转吻切方法的定马赫数乘波体设计
8.3.1 定马赫数椭圆锥乘波体
8.3.2 定马赫数变椭圆锥乘波体
8.4 基于局部偏转吻切方法的变马赫数乘波体设计
8.4.1 变马赫数乘波体设计方法
8.4.2 变马赫数乘波体模型
8.4.3 变马赫数乘波体设计方法验证
8.4.4 变马赫数乘波体气动性能
8.4.5 同吻切锥变马赫数乘波体对比
8.5 小结
附录A 弯曲激波方程(4.30 a)的推导
附录B 弯曲激波方程(4.30 b)的推导
附录C 波后涡度方程的推导
附录D 二阶弯曲激波方程组的推导
附录E 均匀无旋的平面和轴对称流动系数
附录F 三阶弯曲激波方程组完整表达式
参考文献
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