氣體動(dòng)力學(xué)

前言

氣體動(dòng)力學(xué)是研究可壓縮流體，特別是氣體在高速流動(dòng)中的基本規(guī)律以及氣體與物體之間相互作用的一門科學(xué)。氣體的流動(dòng)同其他物質(zhì)運(yùn)動(dòng)一樣，必然遵循自然界的一些基本規(guī)律，如質(zhì)量守恒定律、能量守恒與轉(zhuǎn)換定律等。由于氣體在各種管道中高速流動(dòng)時(shí)，又有其特殊的規(guī)律，因此本書在研究氣體流動(dòng)的一般規(guī)律之后，還研究了氣體在燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的各種管道（進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管）中流動(dòng)的特殊規(guī)律。本書首先介紹氣體動(dòng)力學(xué)的一些基本概念、研究氣體運(yùn)動(dòng)的基本方法，以及流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，然后依次研究一維定常流的基本方程、滯止參數(shù)與氣動(dòng)函數(shù)、膨脹波和激波、一維定常管流，最后對(duì)黏性流動(dòng)和理想流體多維流動(dòng)動(dòng)力學(xué)作了簡(jiǎn)要的介紹。為了便于讀者自學(xué)和檢查對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，教材中配有較多的例題，每章都附有一定數(shù)量的思考題和作業(yè)題。全書共分7章，由何立明主編。其中第1、2、3、6章由何立明編寫，第4、5章由趙罡編寫，第7、8章由程邦勤編寫，由何立明對(duì)全書進(jìn)行統(tǒng)稿。本書由西北工業(yè)大學(xué)廉曉純教授、空軍工程大學(xué)陶增元教授擔(dān)任主審，并在審閱過程中提出了許多寶貴意見。杜宏亮、趙華、于錦祿、曾昊、李海鵬、羅俊繪制了本書的全部插圖，在此謹(jǐn)致謝意。由于編者的水平有限，書中的錯(cuò)誤和不足之處敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　第一章介紹氣體動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)、基本概念和研究方法；第二章介紹流體運(yùn)動(dòng)的基本方程；第三章介紹一維定常流的基本方程；第四章介紹滯止參數(shù)與氣動(dòng)數(shù)；第五章介紹膨脹波和激波；第六章介紹一維定常管流；第七章介紹黏性流動(dòng)基礎(chǔ)；第八章介紹理想流體多維流動(dòng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)?！稓怏w動(dòng)力學(xué)》讀者對(duì)象主要為飛行器與動(dòng)力工程專業(yè)的大專生、本科生，也可供從事航空動(dòng)力工程的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 基本知識(shí)1.1 連續(xù)介質(zhì)的概念1.1.1 連續(xù)介質(zhì)的假設(shè)1.1.2 連續(xù)介質(zhì)中一點(diǎn)處的密度和速度1.2 氣體的基本屬性1.2.1 氣體的壓縮性1.2.2 氣體的黏性1.2.3 氣體的導(dǎo)熱性1.3 研究流體運(yùn)動(dòng)的方法及有關(guān)的概念1.3.1 研究流體運(yùn)動(dòng)的方法1.3.2 流體運(yùn)動(dòng)的分類1.3.3 流場(chǎng)的描述1.3.4 運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換1.3.5 體系和控制體1.3.6 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣思考題習(xí)題第二章 流體運(yùn)動(dòng)的基本方程2.1 體系、控制體、雷諾輸運(yùn)方程2.1.1 體系、控制體2.1.2 雷諾輸運(yùn)方程2.2 連續(xù)方程2.1.1 積分形式的連續(xù)方程2.1.2 微分形式的連續(xù)方程2.3 動(dòng)量方程和動(dòng)量矩方程2.3.1 積分形式的動(dòng)量方程2.3.2 動(dòng)量矩方程2.3.3 微分形式的動(dòng)量方程2.4 能量方程2.4.1 積分形式的能量方程2.4.2 微分形式的能量方程思考題第三章 一維定常流的基本方程3.1 連續(xù)方程3.2 動(dòng)量方程和動(dòng)量矩方程3.2.1 積分形式的動(dòng)量方程3.2.2 動(dòng)量矩方程3.2.3 微分形式的動(dòng)量方程3.3 能量方程3.3.1 能量方程的推導(dǎo)3.3.2 能量方程的應(yīng)用3.4 伯努利方程3.4.1 伯努利方程的推導(dǎo)3.4.2 伯努利方程的應(yīng)用思考題習(xí)題第四章 滯止參數(shù)與氣動(dòng)函數(shù)4.1 聲速和馬赫數(shù)4.1.1 聲速4.1.2 馬赫數(shù)（Ma）4.2 滯止參數(shù)和臨界參數(shù)4.2.1 滯止?fàn)顟B(tài)4.2.2 滯止參數(shù)4.2.3 臨界參數(shù)4.3 極限速度與速度系數(shù)4.3.1 極限速度4.3.2 速度系數(shù)4.4 氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)及其應(yīng)用4.4.1 氣流的靜參數(shù)與總參數(shù)之比的氣動(dòng)函數(shù)4.4.2 與流量有關(guān)的氣動(dòng)函數(shù)4.4.3 與沖力有關(guān)的氣動(dòng)函數(shù)思考題習(xí)題第五章 膨脹波和激波5.1 弱擾動(dòng)在氣流中的傳播5.1.1 弱擾動(dòng)在靜止氣體中的傳播5.1.2 氣流速度小于聲速(Ma1)時(shí)，弱擾動(dòng)在氣流中的傳播5.2 膨脹波5.2.1 膨脹波的形成5.2.2 膨脹波前后氣流參數(shù)間的關(guān)系5.3 激波5.3.1 激波的形成和傳播5.3.2 激波前后氣流參數(shù)的關(guān)系5.3.3 激波損失和波阻5.3.4 激波圖線及其應(yīng)用5.3.5 圓錐激波5.4 膨脹波和激波的反射和相交5.4.1 膨脹波的反射和相交5.4.2 激波的反射和相交5.4.3 膨脹波、壓縮波在自由邊界上的反射思考題習(xí)題第六章 一維定常管流6.1 變截面管流6.1.1 氣流參數(shù)與管道截面積的關(guān)系6.1.2 氣體在收斂噴管內(nèi)的加速流動(dòng)6.1.3 氣體在縮擴(kuò)管內(nèi)的流動(dòng)6.1.4 氣體在斜切口管內(nèi)的流動(dòng)：6.1.5 氣體在擴(kuò)散形管內(nèi)的減速流動(dòng)6.1.6 變截面管中的壅塞現(xiàn)象6.2 摩擦管流6.2.1 氣流速度與摩擦作用的關(guān)系6.2.2 摩擦管流中氣流參數(shù)的變化情形6.2.3 摩擦壅塞6.3 換熱管流6.3.1 氣流速度與換熱作用的關(guān)系6.3.2 換熱管流中氣流參數(shù)的變化情形6.3.3 加熱壅塞6.3.4 凝結(jié)突躍6.4 多種因素同時(shí)起作用的管流6.4.1 多種因素同時(shí)起作用管流的基本方程6.4.2 加速亞聲速氣流越過聲速的幾種方法6.4.3 兩種因素同時(shí)起作用的管流思考題習(xí)題第七章 黏性流動(dòng)基礎(chǔ)7.1 附面層的基本概念7.1.1 附面層的特點(diǎn)7.1.2 兩種流動(dòng)狀態(tài)7.2 管內(nèi)流動(dòng)7.2.1 圓管內(nèi)的層流流動(dòng)7.2.2 圓管內(nèi)的紊流流動(dòng)7.2.3 管內(nèi)流動(dòng)的局部損失7.3 平板流動(dòng)7.3.1 平板附面層7.3.2 平板附面層內(nèi)氣流參數(shù)的變化規(guī)律7.4 附面層對(duì)氣體流動(dòng)的影響7.4.1 附面層對(duì)通道尺寸的影響7.4.2 附面層的分離7.4.3 激波與附面層的相互作用思考題習(xí)題第八章 理想流體多維流動(dòng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)附錄1 單位制與單位換算表附錄2 第六章有關(guān)公式的推導(dǎo)附錄3 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣數(shù)值表附錄4 一維等熵氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)表（γ=1.4）附錄5 一維等熵氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)表（γ=1.33）附錄6 一維等熵氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)表（γ=1.25）附錄7 超聲速氣流繞外凸角流動(dòng)的數(shù)值表（γ=1.4）附錄8 斜激波前后氣流參數(shù)表（完全氣體γ=1.4，δ取為整數(shù)）附錄9 正激波前后氣流參數(shù)表（完全氣體γ=1.4）附錄10 摩擦管流及換熱管流的數(shù)值表（γ=1.4）參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第二章 流體運(yùn)動(dòng)的基本方程流體作為物質(zhì)的一種形式，必須遵循自然界中關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一些普遍規(guī)律，如質(zhì)量守恒定律、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律、能量守恒定律。本章分別以積分和微分兩種形式來研究上述普遍規(guī)律在流體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用——流體運(yùn)動(dòng)的基本方程。由于質(zhì)量守恒定律、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律、能量守恒定律的原始形式都是針對(duì)“體系”得出來的，而在許多流體力學(xué)的實(shí)際問題中，采用“控制體”的概念卻方便得多，為此，在討論流體運(yùn)動(dòng)的基本方程之前，首先介紹“體系”和“控制體”概念以及為推導(dǎo)流體運(yùn)動(dòng)基本方程方便而引進(jìn)的雷諾輸運(yùn)方程。2.1 體系、控制體、雷諾輸運(yùn)方程2.1.1 體系、控制體1.體系體系是某些確定的流體質(zhì)點(diǎn)的集合，因而一經(jīng)取定，在運(yùn)動(dòng)過程中，其質(zhì)量就不再改變。體系以外的物質(zhì)稱為外界或環(huán)境。將體系與外界分開的表面稱作體系的邊界或分界面，這個(gè)表面既可以是真實(shí)的也可以是假想的，既可以是固定的也可以是移動(dòng)的。在流體力學(xué)中，體系往往指的是由確定的流體質(zhì)點(diǎn)所組成的流體團(tuán)。體系具有以下的特點(diǎn)：（1）體系的邊界隨體系一起運(yùn)動(dòng)，它可以是剛性的，也可能產(chǎn)生變形；（2）在體系的邊界上，不存在質(zhì)量的交換，即流體不能流出邊界，也不能流人邊界；（3）在體系的邊界上，可以存在體系與外界的相互作用以及能量的交換。

編輯推薦

《氣體動(dòng)力學(xué)》由國(guó)防工業(yè)出版社出版。

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