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内容推荐 本书内容涉及气体动力学与黏性流体力学的重点知识。全书分为基础篇、气体动力学和黏性流体力学三部分。其中基础篇包括场论、张量、热力学及流体力学的基本概念和原理;气体动力学阐述可压缩流体的一维定常流动、二维定常流动及一维非定常流动中的基本规律;黏性流体力学介绍不可压缩黏性流体的基本方程与求解以及湍流基础知识。本书涉及激波、膨胀波、壅塞、凝结突跃等特殊流动现象及其原理,书中使用的研究方法包括控制体分析法、特征线法、线性化法及演绎法等。 本书可以作为能源动力、环境化工、力学等专业研究生课程“高等流体力学”的教材,也可作为高年级本科专业课或选修课的教材和参考书,适合于中等学时(48~64学时)。 目录 前言 主要符号表 绪论 第1篇 基础篇 第1章 场论与张量初步 1.1 场论基础 1.1.1 场的定义与几何表示 1.1.2 标量场的梯度 1.1.3 矢量场的散度 1.1.4 矢量场的旋度 1.1.5 几种简单的矢量场 1.1.6 哈密顿算子及其运算 1.2 张量初步 1.2.1 张量表示法和坐标变换 1.2.2 单位张量 1.2.3 矢量运算的张量表示 1.2.4 张量运算 1.2.5 二阶张量 思考题 习题 第2章 热力学与流体力学基础 2.1 热力学基础 2.1.1 基本概念 2.1.2 热力学第一定律、焓 2.1.3 热力学第二定律、熵 2.1.4 完全气体的热力学特性 2.2 流体力学基本原理 2.2.1 流体的主要物理性质 2.2.2 流体力学基本概念 2.2.3 作用在流体上的力 2.2.4 连续方程 2.2.5 理想流体运动微分方程 2.2.6 能量方程 思考题 习题 第2篇 气体动力学 第3章 可压缩流体一维定常流动 3.1 气体动力学基本方程 3.1.1 理想完全气体模型 3.1.2 可压缩流的特点 3.1.3 气体动力学基本方程组 3.2 一维定常等熵流动 3.2.1 等熵流动的主要性质 3.2.2 一维定常等熵流动基本方程 3.2.3 参考状态与特征参数 3.2.4 气体动力学函数 3.3 气体中的波运动 3.3.1 微弱扰动波 3.3.2 正激波与斜激波 3.4 变截面喷管中的流动 3.4.1 变截面一维等熵流动 3.4.2 收缩喷管 3.4.3 缩放喷管(拉伐尔喷管) 3.5 一维不等熵流动 3.5.1 等截面摩擦管流 3.5.2 等截面换热管流 3.5.3 等截面变流量管流 3.6 广义定常一维流概述 思考题 习题 第4章 可压缩流体二维定常流动 4.1 多维定常无旋流动控制方程 4.1.1 无旋流动基本概念 4.1.2 可压缩理想流体动力学基本方程组 4.2 多维定常无旋流动的小扰动线性化理论 4.2.1 小扰动理论的基本思想 4.2.2 气体动力学基本方程的线性化 4.2.3 线性化方程的分类 4.2.4 边界条件的线性化 4.2.5 压强系数的线性化 4.3 绕波形壁面流动的二维精确解 4.3.1 亚声速气流绕波形壁面流动 4.3.2 超声速气流绕波形壁面流动 4.3.3 绕波形壁面的亚声速流和超声速流的讨论 4.4 平面定常超声速流的特征线法 4.4.1 特征线理论概述 4.4.2 平面定常超声速流的特征线 4.4.3 特征线法求解平面定常超声速流场 思考题 习题 第5章 可压缩流体一维非定常流动 5.1 一维非定常等熵流动的数学分析 5.1.1 一阶拟线性偏微分方程的特征线解法 5.1.2 一维非定常等熵流动的基本方程 5.1.3 一维非定常等熵流动的特征线方程 5.2 微弱扰动波前后气流参数关系 5.2.1 直管内活塞运动引起的扰动 5.2.2 扰动波前后气流参数的变化 5.3 微弱扰动波的反射和相交 5.3.1 扰动波在闭口端的反射 5.3.2 扰动波在开口端的反射 5.3.3 扰动波的相交 5.3.4 激波管简介 思考题 习题 第3篇 黏性流体力学 第6章 黏性流体力学基础 6.1 流体微团的运动分析 6.1.1 速度分解定理 6.1.2 变形率张量 6.1.3 应力张量 6.2 黏性流体的本构方程 6.2.1 牛顿流体的本构方程 6.2.2 非牛顿流体的近似本构方程 6.3 黏性流体力学基本方程 6.3.1 连续方程 6.3.2 运动方程 6.3.3 能量方程 6.3.4 输运方程的普遍形式 6.3.5 方程组定解条件 6.4 黏性流体流动的基本特性 6.4.1 黏性流体流动的有旋性 6.4.2 旋涡的扩散性 6.4.3 黏性流体能量的耗散性 6.5 黏性流体流动基本方程的求解 6.5.1 黏性流体流动基本方程的求解方法 6.5.2 黏性流体平行定常流动中的解析解 6.5.3 二维薄剪切层流动的近似解 6.5.4 常用的数值解法 思考题 习题 第7章 湍流基础 7.1 湍流概述 7.1.1 湍流现象 7.1.2 湍流的发展历程 7.1.3 湍流的基本特征 7.1.4 湍流的分类与研究方法 7.2 湍流的统计理论 7.2.1 统计平均 7.2.2 相关分析 7.2.3 相关函数与湍流尺度 7.3 不可压缩黏性流体湍流基本方程 7.3.1 不可压缩黏性流体连续方程 7.3.2 不可压缩黏性流体运动方程 7.3.3 雷诺应力输运方程 7.4 湍流能量的输运和耗散 7.4.1 湍流时间平均流动能方程 7.4.2 瞬时流动能 |