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空气动力学
作者：刘沛清 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-03-01
ISBN：9787030674210
定价：¥130.00
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内容简介
《空气动力学》是为我国航空航天工程大类专业“空气动力学”课程编撰的教材，分为空气动力学基础和应用空气动力学两大部分，重点阐述空气动力学的基本原理与方法，以及飞行器在低速、亚声速、跨声速、超声速绕流下空气动力特性，《空气动力学》共分14章。其中，空气动力学基础7章，包括流体运动学和动力学原理、理想流体运动微分方程组（欧拉方程组）及旋涡运动、理想不可压缩流体平面势流理论和奇点叠加原理、黏性流体运动微分方程组（纳维 斯托克斯方程组）及其特性、边界层理论及其分离、可压缩空气动力学基础；应用空气动力学共7章，包括低速翼型绕流现象和薄翼理论、低速机翼绕流和升力线理论、翼身组合体低速绕流现象和干扰机制、亚声速薄翼型和机翼绕流气动特性、超声速翼型和机翼绕流气动特性、跨声速薄翼型和机翼绕流气动特性、大型飞机高升力装置气动特性。
作者简介
暂缺《空气动力学》作者简介
目录
目录
丛书序
本书序
前言
第一部分空气动力学基础
第1章绪论003
1.1空气动力学研究任务003
1.2空气动力学发展史005
1.3空气动力学在飞行器研制中的先导性作用017
1.4空气动力学研究方法与分类021
1.5量纲与单位021
习题022
第2章流体的基本属性与流体静力学024
2.1流体的基本属性024
2.2作用在流体微团上力的分类033
2.3静止流体内任一点压强的各向同性特征034
2.4欧拉平衡微分方程组035
2.5重力场静止液体中的压强分布规律038
2.6相对静止液体的平衡规律041
2.7标准大气042
习题045
第3章流体运动学与动力学基础049
3.1描述流体运动的方法049
3.2流场的基本概念055
3.3流体微团运动分解059
3.4速度场的散度和旋度065
3.5连续性微分方程068
3.6理想流体运动微分方程组（欧拉方程组）071
3.7伯努利方程及其物理意义074
3.8流体运动的积分方程083
3.9旋涡运动及其特性091
3.10理想流体拉格朗日型运动微分方程组100
3.11欧拉积分方程的典型算例102
习题114
第4章理想不可压缩流体平面势流119
4.1理想不可压缩流体平面势流的基本方程组119
4.2典型奇点诱导的势流126
4.3一些简单物体绕流的奇点叠加流场131
4.4二维对称物体定常绕流的数值解法142
习题144
第5章黏性流体动力学基础146
5.1流体的黏性及其对流动的影响146
5.2流体微团的变形率矩阵149
5.3黏性流体微团的应力状态151
5.4广义牛顿内摩擦定律（本构关系）153
5.5黏性流体运动微分方程组——Navier-Stokes方程组156
5.6Navier-Stokes方程组的精确解161
5.7黏性流体运动的基本性质174
5.8层流、湍流及其能量损失179
5.9湍涡黏性与混合长理论187
5.10相似原理与无量纲微分方程组190
习题195
第6章边界层理论及其近似198
6.1边界层近似及其特征198
6.2平面不可压缩流体层流边界层方程205
6.3平板层流边界层的相似解211
6.4边界层动量积分方程217
6.5平板层流边界层动量积分方程的解220
6.6平板湍流边界层动量积分方程的解223
6.7边界层分离现象226
6.8二维定常黏性流体分离流动及其特性231
6.9三维定常黏性流体分离流动简介243
6.10绕流物体阻力248
6.11飞机阻力及其减阻技术251
习题261
第7章可压缩空气动力学基础264
7.1热力学的气体系统与热力学第一定律264
7.2热力学过程267
7.3热力学第二定律与熵270
7.4气体微团运动的能量方程272
7.5声波速度和马赫数279
7.6一维可压缩定常流动理论283
7.7微小扰动的传播区、马赫锥、马赫波290
7.8膨胀波与超声速壁面外折角绕流292
7.9压缩波与激波299
7.10可压缩流动边界层近似315
7.11激波与边界层干扰特性318
7.12可压缩一维摩擦管道流动323
7.13收缩喷管、拉瓦尔喷管、超声速风洞的工作性能326
习题330
第8章低速翼型绕流与气动特性337
8.1翼型的几何参数及其发展337
8.2翼型的空气动力与空气动力系数345
8.3低速翼型绕流及其气动特性352
8.4库塔茹科夫斯基后缘条件及环量的确定361
8.5翼型绕流升力产生的机制365
8.6翼型绕流物面近区边界层的发展与环量值的确定367
8.7定常不可压缩绕翼型势流的一般解法373
8.8薄翼型理论378
8.9厚翼型理论391
8.10实用低速翼型的气动特性393
习题395
第9章低速机翼绕流气动特性399
9.1机翼的几何特性与参数399
9.2机翼的空气动力系数、平均气动弦长和焦点403
9.3大展弦比直机翼低速绕流特性406
9.4低速机翼绕流涡系模型411
9.5普朗特的升力线理论413
9.6大展弦比直机翼的失速特性427
9.7后掠翼的低速气动特性430
9.8机翼升力面理论435
9.9小展弦比机翼的低速气动特性440
9.10机翼低速气动特性的工程算法445
9.11控制舵面气动特性448
习题450
第10章低速机身与翼身组合体气动特性454
10.1低速机身气动特性概述454
10.2细长旋成体理论与应用456
10.3翼身组合体气动特性工程估算方法461
10.4流体数值计算机翼绕流462
习题464
第11章亚声速薄翼型和机翼绕流的气动特性465
11.1亚声速可压缩翼型绕流现象465
11.2理想定常可压流动速度势函数方程466
11.3小扰动线化理论469
11.4二维波纹壁面亚声速绕流线化理论解474
11.5二维亚声速流动普朗特格劳特压缩性修正476
11.6卡门钱学森压缩性修正480
11.7赖特压缩性修正方法489
11.8亚声速薄机翼绕流气动特性491
11.9来流马赫数对机翼气动特性的影响497
习题498
第12章超声速薄翼型与机翼绕流气动特性501
12.1超声速薄翼型绕流现象501
12.2超声速线化理论503
12.3超声速薄翼型绕流线化理论与载荷系数507
12.4超声速薄翼型绕流气动力特性513
12.5无限翼展斜置翼超声速绕流气动特性521
12.6超声速薄机翼绕流的基本概念524
12.7有限翼展薄机翼超声速绕流特性527
12.8矩形平板机翼超声速绕流气动特性529
12.9超声速流特征线理论532
习题536
第13章跨声速薄翼型与机翼绕流气动特性538
13.1跨声速翼型绕流临界马赫数538
13.2跨声速薄翼型绕流现象541
13.3跨声速薄翼型绕流气动力特性及其受几何参数的影响542
13.4跨声速小扰动势流方程与相仿律545
13.5机翼几何参数对跨声速临界马赫数的影响546
13.6超临界翼型绕流气动特性548
13.7高亚声速大展弦比后掠超临界机翼551
13.8跨声速和超声速面积律554
习题556
第14章高升力装置及其气动性能558
14.1高升力装置的发展558
14.2高升力装置的基本形式560
14.3高升力装置支撑机构563
14.4高升力装置气动原理565
14.5高升力装置气动噪声570
14.6高升力装置风洞试验与计算方法571
14.7后缘铰链襟翼与扰流板下偏联合控制技术572
习题573
参考文献574
附录一矢量运算与正交曲线坐标系下的控制方程组576
附录二大气参数表590
丛书序
本书序
前言
第一部分空气动力学基础
第1章绪论003
1.1空气动力学研究任务003
1.2空气动力学发展史005
1.3空气动力学在飞行器研制中的先导性作用017
1.4空气动力学研究方法与分类021
1.5量纲与单位021
习题022
第2章流体的基本属性与流体静力学024
2.1流体的基本属性024
2.2作用在流体微团上力的分类033
2.3静止流体内任一点压强的各向同性特征034
2.4欧拉平衡微分方程组035
2.5重力场静止液体中的压强分布规律038
2.6相对静止液体的平衡规律041
2.7标准大气042
习题045
第3章流体运动学与动力学基础049
3.1描述流体运动的方法049
3.2流场的基本概念055
3.3流体微团运动分解059
3.4速度场的散度和旋度065
3.5连续性微分方程068
3.6理想流体运动微分方程组（欧拉方程组）071
3.7伯努利方程及其物理意义074
3.8流体运动的积分方程083
3.9旋涡运动及其特性091
3.10理想流体拉格朗日型运动微分方程组100
3.11欧拉积分方程的典型算例102
习题114
第4章理想不可压缩流体平面势流119
4.1理想不可压缩流体平面势流的基本方程组119
4.2典型奇点诱导的势流126
4.3一些简单物体绕流的奇点叠加流场131
4.4二维对称物体定常绕流的数值解法142
习题144
第5章黏性流体动力学基础146
5.1流体的黏性及其对流动的影响146
5.2流体微团的变形率矩阵149
5.3黏性流体微团的应力状态151
5.4广义牛顿内摩擦定律（本构关系）153
5.5黏性流体运动微分方程组——Navier-Stokes方程组156
5.6Navier-Stokes方程组的精确解161
5.7黏性流体运动的基本性质174
5.8层流、湍流及其能量损失179
5.9湍涡黏性与混合长理论187
5.10相似原理与无量纲微分方程组190
习题195
第6章边界层理论及其近似198
6.1边界层近似及其特征198
6.2平面不可压缩流体层流边界层方程205
6.3平板层流边界层的相似解211
6.4边界层动量积分方程217
6.5平板层流边界层动量积分方程的解220
6.6平板湍流边界层动量积分方程的解223
6.7边界层分离现象226
6.8二维定常黏性流体分离流动及其特性231
6.9三维定常黏性流体分离流动简介243
6.10绕流物体阻力248
6.11飞机阻力及其减阻技术251
习题261
第7章可压缩空气动力学基础264
7.1热力学的气体系统与热力学第一定律264
7.2热力学过程267
7.3热力学第二定律与熵270
7.4气体微团运动的能量方程272
7.5声波速度和马赫数279
7.6一维可压缩定常流动理论283
7.7微小扰动的传播区、马赫锥、马赫波290
7.8膨胀波与超声速壁面外折角绕流292
7.9压缩波与激波299
7.10可压缩流动边界层近似315
7.11激波与边界层干扰特性318
7.12可压缩一维摩擦管道流动323
7.13收缩喷管、拉瓦尔喷管、超声速风洞的工作性能326
习题330
第8章低速翼型绕流与气动特性337
8.1翼型的几何参数及其发展337
8.2翼型的空气动力与空气动力系数345
8.3低速翼型绕流及其气动特性352
8.4库塔茹科夫斯基后缘条件及环量的确定361
8.5翼型绕流升力产生的机制365
8.6翼型绕流物面近区边界层的发展与环量值的确定367
8.7定常不可压缩绕翼型势流的一般解法373
8.8薄翼型理论378
8.9厚翼型理论391
8.10实用低速翼型的气动特性393
习题395
第9章低速机翼绕流气动特性399
9.1机翼的几何特性与参数399
9.2机翼的空气动力系数、平均气动弦长和焦点403
9.3大展弦比直机翼低速绕流特性406
9.4低速机翼绕流涡系模型411
9.5普朗特的升力线理论413
9.6大展弦比直机翼的失速特性427
9.7后掠翼的低速气动特性430
9.8机翼升力面理论435
9.9小展弦比机翼的低速气动特性440
9.10机翼低速气动特性的工程算法445
9.11控制舵面气动特性448
习题450
第10章低速机身与翼身组合体气动特性454
10.1低速机身气动特性概述454
10.2细长旋成体理论与应用456
10.3翼身组合体气动特性工程估算方法461
10.4流体数值计算机翼绕流462
习题464
第11章亚声速薄翼型和机翼绕流的气动特性465
11.1亚声速可压缩翼型绕流现象465
11.2理想定常可压流动速度势函数方程466
11.3小扰动线化理论469
11.4二维波纹壁面亚声速绕流线化理论解474
11.5二维亚声速流动普朗特格劳特压缩性修正476
11.6卡门钱学森压缩性修正480
11.7赖特压缩性修正方法489
11.8亚声速薄机翼绕流气动特性491
11.9来流马赫数对机翼气动特性的影响497
习题498
第12章超声速薄翼型与机翼绕流气动特性501
12.1超声速薄翼型绕流现象501
12.2超声速线化理论503
12.3超声速薄翼型绕流线化理论与载荷系数507
12.4超声速薄翼型绕流气动力特性513
12.5无限翼展斜置翼超声速绕流气动特性521
12.6超声速薄机翼绕流的基本概念524
12.7有限翼展薄机翼超声速绕流特性527
12.8矩形平板机翼超声速绕流气动特性529
12.9超声速流特征线理论532
习题536
第13章跨声速薄翼型与机翼绕流气动特性538
13.1跨声速翼型绕流临界马赫数538
13.2跨声速薄翼型绕流现象541
13.3跨声速薄翼型绕流气动力特性及其受几何参数的影响542
13.4跨声速小扰动势流方程与相仿律545
13.5机翼几何参数对跨声速临界马赫数的影响546
13.6超临界翼型绕流气动特性548
13.7高亚声速大展弦比后掠超临界机翼551
13.8跨声速和超声速面积律554
习题556
第14章高升力装置及其气动性能558
14.1高升力装置的发展558
14.2高升力装置的基本形式560
14.3高升力装置支撑机构563
14.4高升力装置气动原理565
14.5高升力装置气动噪声570
14.6高升力装置风洞试验与计算方法571
14.7后缘铰链襟翼与扰流板下偏联合控制技术572
习题573
参考文献574
附录一矢量运算与正交曲线坐标系下的控制方程组576
附录二大气参数表590
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