本書(shū)較為全面闡述了空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念、規(guī)律和計(jì)算方法,尤其是將矢量分析、場(chǎng)論等方法引入到空氣動(dòng)力學(xué)基本方程的推導(dǎo)中,以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)描述、物理內(nèi)涵與力學(xué)原理三者之間較為嚴(yán)格的統(tǒng)一。
第1章 流體力學(xué)、場(chǎng)論及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
1.1 空氣動(dòng)力學(xué)發(fā)展概況
l.1.1 空氣動(dòng)力學(xué)的分類、任務(wù)及研究方法
1.1.2 流體力學(xué)(含空氣一氣體動(dòng)力學(xué))的發(fā)展簡(jiǎn)史
1.2 氣體的基本物理屬性
1.2.1 連續(xù)介質(zhì)模型及流體物理量
1.2.2 氣體的壓縮性及輸運(yùn)性質(zhì)
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)大氣
1.3 矢量分析及場(chǎng)論初步
1.3.1 標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)與張量場(chǎng)
1.3.2 標(biāo)量場(chǎng)的梯度
1.3.3 矢量場(chǎng)的散度
1.3.4 矢量場(chǎng)的旋度
1.3.5 高斯公式和斯托克斯公式
1.4 作用于流體上的力、一點(diǎn)應(yīng)力及應(yīng)力張量
1.4.1 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)分析
1.4.2 作用于流體上的力
1.4.3 流體中任一點(diǎn)的應(yīng)力及應(yīng)力張量
1.4.4 靜止流體及無(wú)黏流體中的應(yīng)力張量
1.4.5 應(yīng)力張量與應(yīng)變率之間的關(guān)系
1.5 描述流體運(yùn)動(dòng)的方法和基本概念
1.5.1 描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法
1.5.2 隨體導(dǎo)數(shù)
1.5.3 系統(tǒng)與控制體
1.5.4 雷諾輸運(yùn)定理
1.5.5 跡線、流線、流面及流管
1.6 熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
1.6.1 熱力學(xué)系統(tǒng)及熱力學(xué)狀態(tài)、特性、過(guò)程
1.6.2 熱力學(xué)能、熱力學(xué)第一定律、焓及比熱容
1.6.3 熱力學(xué)第二定律及熵
1.6.4 完全氣體和氣體狀態(tài)方程
1.6.5 等熵關(guān)系
1.7 流體的理論模型
第2章 流體運(yùn)動(dòng)基本方程組
2.1 連續(xù)方程
2.1.1 連續(xù)方程的積分形式及其應(yīng)用
2.1.2 連續(xù)方程的微分形式及其應(yīng)用
2.1.3 一維定常流動(dòng)的連續(xù)方程形式
2.2 動(dòng)量方程
2.2.1 動(dòng)量方程的積分形式及其應(yīng)用
2.2.2 動(dòng)量方程的微分形式及若干簡(jiǎn)化形式
2.2.3 伯努利積分和拉格朗日積分
2.2.4 一維定常流動(dòng)的動(dòng)量方程形式
2.3 能量方程
2.3.1 能量方程的積分形式及其應(yīng)用
2.3.2 能量方程的微分形式
2.4 N--S方程的定解條件及定解問(wèn)題的適定性
2.4.1 初始條件
2.4.2 邊界條件
2.4.3 N--S方程組定解問(wèn)題適定性的討論
2.5 黏性流體動(dòng)力學(xué)的相似律
2.5.1 N--S方程組和邊界條件的無(wú)量綱化處理
2.5.2 兩個(gè)流體運(yùn)動(dòng)相似的充要條件
第3章 不可壓理想氣體的定常平面勢(shì)流流動(dòng)
3.1 旋渦運(yùn)動(dòng)的基本理論
3.1.1 旋渦的若干概念及性質(zhì)
3.1.2 湯姆森定理和亥姆霍茲旋渦定理
3.1.3 蘭金組合渦及比奧一薩伐爾公式
3.2 平面流動(dòng)的勢(shì)函數(shù)與流函數(shù)
3.2.1 勢(shì)函數(shù)及其性質(zhì)
3.2.2 流函數(shù)及其性質(zhì)
3.2.3 拉普拉斯方程及其基本解的疊加原理
3.3 幾種簡(jiǎn)單的平面勢(shì)流
3.3.1 直勻流
3.3.2 點(diǎn)源(匯)
3.3.3 點(diǎn)渦
3.4 簡(jiǎn)單平面勢(shì)流疊加舉例
3.4.1 等強(qiáng)度的點(diǎn)源與點(diǎn)匯的疊加——偶極子
3.4.2 點(diǎn)源(匯)和點(diǎn)渦的疊加
3.4.3 直勻流和點(diǎn)源的疊加
3.5 庫(kù)塔一儒科夫斯基定理
3.5.1 繞圓柱的無(wú)環(huán)量流動(dòng)
3.5.2 繞圓柱的有環(huán)量流動(dòng)
3.5.3 庫(kù)塔一儒科夫斯基定理
第4章 低速翼型及機(jī)翼的基本理論
4.1 翼型的幾何參數(shù)、氣動(dòng)參數(shù)定義及其氣動(dòng)特性
4.1.1 翼型的幾何參數(shù)及其定義
4.1.2 翼型的氣動(dòng)參數(shù)定義
4.1.3 低速翼型的繞流圖譜及其氣動(dòng)特性
4.1.4 庫(kù)塔條件及翼型繞流環(huán)量產(chǎn)生的物理過(guò)程
4.2 薄翼理論
4.2.1 低速翼型繞流解的面渦理論
4.2.2 薄翼理論的基本方程及其求解
4.2.3 繞薄翼流動(dòng)的氣動(dòng)特性
4.3 任意形狀翼型繞流的面渦法
4.4 低速機(jī)翼的氣動(dòng)特性
4.4.1 機(jī)翼的幾何參數(shù)及氣動(dòng)參數(shù)定義
4.4.2 有限翼展機(jī)翼的旋渦分析
4.4.3 升力線理論
4.4.4 基于升力線理論的有限翼展機(jī)翼氣動(dòng)力特性
4.4.5 升力面理論與渦格法
第5章 高速可壓縮流動(dòng)
5.1 聲速與馬赫數(shù)
5.1.1 聲速
5.1.2 馬赫數(shù)
5.2 一維定常等熵絕熱流參數(shù)間的基本關(guān)系式
5.2.1 滯止?fàn)顟B(tài)、滯止參數(shù)及其應(yīng)用
5.2.2 總壓與熵
5.2.3 極限狀態(tài)、臨界狀態(tài)及速度系數(shù)
5.2.4 一維定常等熵管道流動(dòng)的速度與截面積關(guān)系、流量函數(shù)
5.3 弱擾動(dòng)在空氣中的傳播與馬赫波
5.3.1 弱擾動(dòng)與馬赫波
5.3.2 膨脹波、弱壓縮波的形成及其特點(diǎn)
5.3.3 P—M波的計(jì)算及P—M函數(shù)
5.4 激波及激波前后氣流參數(shù)的基本關(guān)系式
5.4.1 激波的形成及其傳播
5.4.2 激波前后氣流參數(shù)的基本關(guān)系式
5.4.3 朗金一雨貢紐關(guān)系式
5.4.4 普朗特關(guān)系式
5.4.5 激波前后氣流參數(shù)的基本計(jì)算公式
5.4.6 經(jīng)過(guò)斜激波的氣流折轉(zhuǎn)角及激波曲線
5.4.7 激波圖表及其計(jì)算
5.4.8 錐面激波及乘波體飛行器
5.5 膨脹波、激波的反射與相交
5.5.1 膨脹波、激波在直固壁面上的反射
5.5.2 膨脹波、激波在自由邊界上的反射
5.5.3 膨脹波、激波的相交
5.6 噴管內(nèi)的流動(dòng)問(wèn)題分析
5.6.1 IIl殳縮噴管
5.6.2 拉伐爾噴管
第6章 繞翼型、機(jī)翼的可壓縮流動(dòng)
6.1 勢(shì)函數(shù)、勢(shì)函數(shù)方程及流函數(shù)、流函數(shù)方程
6.1.1 勢(shì)函數(shù)及勢(shì)函數(shù)方程
6.1.2 流函數(shù)及流函數(shù)方程
6.2 小擾動(dòng)線性化方程及邊界條件、壓強(qiáng)系數(shù)公式
6.2.1 速度勢(shì)方程的線性化
6.2.2 邊界條件的線性化
6.2.3 壓強(qiáng)系數(shù)的線性化
6.3 沿波形壁流動(dòng)的二維精確解
6.3.1 亞聲速流動(dòng)
6.3.2 超聲速流動(dòng)
6.4 亞聲速繞薄翼型、機(jī)翼流動(dòng)的相似法則
6.4.1 速度勢(shì)方程、邊界條件、翼型幾何參數(shù)及壓強(qiáng)系數(shù)的變換
6.4.2 聲速氣流繞薄翼型流動(dòng)的相似法則
6.4.3 適用于亞聲速薄機(jī)翼的普朗特一葛勞渥法則
6.5 超聲速氣流繞薄翼型、機(jī)翼流動(dòng)
6.5.1 物理模型與數(shù)學(xué)模型的建立
6.5.2 求解方法
6.5.3 氣動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算
6.5.4 翼型的升力系數(shù)及阻力系數(shù)的疊加計(jì)算
6.5.5 薄機(jī)翼超聲速繞流的一些基本概念
6.5.6 超聲速機(jī)翼繞流流動(dòng)的氣動(dòng)力特性
6.6 跨聲速翼型繞流
6.6.1 臨界馬赫數(shù)與臨界壓力
6.6.2 超聲速氣流繞翼型流動(dòng)的物理圖像
6.6.3 三維跨聲速流動(dòng)的相似律
6.6.4 超臨界翼型
6.6.5 翼身組合體的跨聲速面積律
第7章 高超聲速流動(dòng)基礎(chǔ)
7.1 高超聲速流動(dòng)的基本特征
7.2 高超聲速流動(dòng)的斜激波關(guān)系及膨脹波關(guān)系
7.2.1 高超聲速流動(dòng)的基本激波關(guān)系式
7.2.2 高超聲速小擾動(dòng)時(shí)的激波關(guān)系
7.2.3 高超聲速流動(dòng)時(shí)的P—M波
7.3 高超聲速無(wú)黏流動(dòng)分析
7.3.1 馬赫數(shù)無(wú)關(guān)原理
7.3.2 小擾動(dòng)理論的高超聲速相似律
7.4 高超聲速流動(dòng)的牛頓流模型及其修正
7.5 高超聲速飛行器的氣動(dòng)加熱及防護(hù)
第8章 附面層流動(dòng)
8.1 附面層的基本知識(shí)
8.1.1 附面層的概念
8.1.2 附面層內(nèi)的兩種流態(tài)
8.1.3 附面層的特征量
8.2 層流附面層微分方程及其相似解
8.2.1 附面層微分方程及其邊界條件
8.2.2 二維層流附面層方程的相似解及其存在條件
8.2.3 平板附面層方程的布拉修斯解
8.2.4 其他層流相似解
8.3 湍流基礎(chǔ)及湍流附面層的物理特征
8.3.1 層流流動(dòng)穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)捩
8.3.2 湍流平均運(yùn)算、湍流強(qiáng)度及相關(guān)概念
8.3.3 雷諾方程及雷諾應(yīng)力
8.3.4 普朗特混合長(zhǎng)度理論
8.3.5 湍流附面層方程及其物理特性
8.4 附面層積分方程
8.4.1 卡門(mén)動(dòng)量積分方程的推導(dǎo)
8.4.2 平板層流與湍流附面層的流動(dòng)特性與計(jì)算
8.5 附面層的分離及其與激波的相互干擾
8.5.1 附面層分離
8.5.2 附面層與激波的相互作用
附表
附表l 標(biāo)準(zhǔn)大氣的物理屬性
附表2 一維等熵流氣動(dòng)函數(shù)表(k=1.4)
附表3 氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)表(k=1.4)
附表4 二維超聲速等熵流函數(shù)表(k=1.4)
附表5 正激波前后氣流參數(shù)表(k=1.4)
附表6 斜激波前后氣流參數(shù)表(k=1.4,6取整數(shù))
參考文獻(xiàn)