图书介绍
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- (美)安德森著;杨永,宋文萍,张正科等译注 著
- 出版社: 北京:航空工业出版社
- ISBN:9787802434479
- 出版时间:2010
- 标注页数:1008页
- 文件大小:118MB
- 文件页数:1047页
- 主题词:空气动力学
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图书目录
第1部分 基本原理1
第1章 空气动力学:一些引述3
1.1空气动力学的重要性:历史典故5
1.2空气动力学:分类及实际应用目的11
1.3本章路线图14
1.4一些空气动力学基本变量15
1.4.1单位18
1.5空气动力及力矩19
1.6压力中心32
1.7量纲分析:白金汉π定理34
1.8流动相似性40
1.9流体静力学:浮力51
1.10流动类型57
1.10.1连续介质与自由分子流动58
1.10.2无黏流动与黏性流动58
1.10.3不可压缩流动与可压缩流动60
1.10.4马赫数区域60
1.11黏性流动:边界层引论64
1.12应用空气动力学:空气动力系数——它们的重要性和变化71
1.13历史摘记:困惑的压力中心83
1.14历史摘记:空气动力系数87
1.15 总结91
1.16作业题92
第2章 空气动力学:一些基本原理和基本方程95
2.1引言和路线图96
2.2矢量关系回顾97
2.2.1矢量代数简述98
2.2.2典型正交坐标系99
2.2.3标(数)量场和矢量场102
2.2.4数量积和矢量积102
2.2.5数量场的梯度103
2.2.6矢量场的散度105
2.2.7矢量场的旋度106
2.2.8线积分106
2.2.9面积分107
2.2.10体积分108
2.2.11线积分、面积分和体积分之间的关系109
2.2.12小结109
2.3流体模型:控制体和流体微元109
2.3.1有限控制体模型110
2.3.2无限小流体徽元模型111
2.3.3分子模型111
2.3.4速度散度的物理意义112
2.3.5流场描述113
2.4连续方程117
2.5动量方程122
2.6动量方程的一个应用:二维物体的阻力127
2.6.1评注136
2.7能量方程136
2.8小结141
2.9实质导数(随体导数)142
2.10用实质导数表示的基本方程145
2.11流动的迹线、流线和染色线147
2.12角速度、涡量和应变率152
2.13环量162
2.14流函数165
2.15 速度势169
2.16流函数和速度势之间的关系171
2.17我们怎样解这些方程?172
2.17.1理论(解析)解172
2.17.2数值求解—计算流体力学(CFD)174
2.17.3空气动力学“全景”181
2.18总结181
2.19作业题185
第2部分 无黏不可压缩流动187
第3章 无黏不可压缩流动的基础189
3.1引言和路线图190
3.2伯努利方程193
3.3管道中的不可压缩流:文德利管和低速风洞197
3.4空速管:空速的测量210
3.5压强系数219
3.6不可压缩流动的速度条件221
3.7无旋不可压缩流动的控制方程:拉普拉斯方程222
3.7.1无穷远处边界条件225
3.7.2物面边界条件225
3.8小结226
3.9均匀流——第一个基本流动227
3.10源流——第二个基本流动229
3.11均匀流与点源和点汇的叠加233
3.12偶极子流动——第三个基本流动237
3.13绕圆柱的无升力流动239
3.14涡流——第四个基本流动245
3.15 绕圆柱的有升力流动249
3.16库塔-茹科夫斯基定理和升力的产生262
3.17绕任意物体的无升力流动:数值面源法264
3.18应用空气动力学:绕圆柱流动——实际情况274
3.19历史摘记:伯努利和欧拉与理论流体力学的起源282
3.20历史摘记:达朗贝尔悖论287
3.21总结288
3.22作业题291
第4章 绕翼型的不可压缩流动295
4.1引言297
4.2翼型术语300
4.3翼型参数302
4.4绕翼型的低速流动的解析解基础:涡面307
4.5库塔条件312
4.5.1没有阻力能有升力吗?316
4.6开尔文环量定理和起动涡316
4.7经典薄翼理论:对称翼型319
4.8有弯度翼型329
4.9气动中心:进一步的思考338
4.10绕任意形状的有升力流动:涡板块数值方法342
4.11现代低速翼型348
4.12黏性流动:翼型阻力352
4.12.1表面摩擦阻力的估计:层流流动353
4.12.2表面摩擦阻力的估计:湍流流动355
4.12.3转捩357
4.12.4流动分离362
4.12.5评注367
4.13应用空气动力学:流经翼型的真实情况368
4.14历史摘记:早期飞机设计和翼型厚度设计379
4.15 历史摘记:库塔和茹科夫斯基与升力环量定理384
4.16总结386
4.17作业题388
第5章 绕有限展长机翼的不可压缩流动391
5.1引言:下洗和诱导阻力395
5.2涡丝、毕奥-萨瓦法则和亥姆霍兹定理400
5.3普朗特经典升力线理论404
5.3.1椭圆升力分布410
5.3.2一般升力分布415
5.3.3展弦比的影响418
5.3.4物理内涵424
5.4一种非线性升力线数值方法433
5.5升力面理论和涡格法437
5.6应用空气动力学:三角翼444
5.7历史摘记:兰彻斯特和普朗特——有限翼展理论的早期发展456
5.8历史摘记:普朗特其人460
5.9总结463
5.10作业题464
第6章 三维不可压缩流动467
6.1引言467
6.2三维点源468
6.3三维偶极子470
6.4绕球的流动472
6.4.1三维泄流效应的相关内容474
6.5一般的三维流动:板块法475
6.6应用空气动力学:绕球体的流动的真实情形477
6.7总结480
6.8作业题481
第3部分无黏可压缩流动483
第7章 可压缩流动:一些预备知识485
7.1引言486
7.2热力学的简单回顾488
7.2.1完全气体488
7.2.2内能和焓488
7.2.3热力学第一定律492
7.2.4熵和热力学第二定律493
7.2.5等熵关系式495
7.3可压缩性的定义497
7.4无黏可压缩流动的控制方程499
7.5总(滞止)状态的定义501
7.6超声速流的一些知识:激波507
7.7总结510
7.8作业题513
第8章 正激波以及相关概论515
8.1引言516
8.2正激波基本方程517
8.3声速521
8.4能量方程的特殊形式527
8.5何时流动是可压缩的?534
8.6正激波特性的计算537
8.7可压缩流中速度的测量548
8.7.1亚声速可压缩流548
8.7.2超声速流动549
8.8总结553
8.9作业题556
第9章 斜激波与膨胀波559
9.1引言560
9.2斜激波关系式566
9.3尖楔与圆锥的超声速绕流580
9.4激波干扰与反射583
9.5钝头体前的脱体激波589
9.6普朗特-迈耶膨胀波591
9.7激波-膨胀波理论:对超声速翼型的应用602
9.8关于升力系数和阻力系数的评注606
9.9黏性流动:激波/边界层干扰606
9.10历史摘记:马赫生平简介609
9.10总结611
9.11作业题612
第10章 通过喷管、扩压器和风洞的可压缩流617
10.1引言618
10.2准一维流动的控制方程620
10.3喷管流动629
10.3.1更多关于质量流的讨论643
10.4扩压器644
10.5超声速风洞646
10.6黏性流动:喷管内的激波/边界层干扰652
10.7总结654
10.8作业题655
第11章 绕翼型的亚声速可压缩流:线化理论657
11.1引言658
11.2速度势方程660
11.3线化速度势方程663
11.4普朗特-格劳厄特压缩性修正668
11.5改进的压缩性修正673
11.6临界马赫数674
11.6.1最小压力(最大速度)位置的讨论683
11.7阻力发散马赫数:声障683
11.8面积律691
11.9超临界翼型693
11.10 CFD的应用:跨声速翼型和机翼695
11.11历史摘记:高速翼型——早期研究和发展700
11.12历史摘记:理查德·T.惠特科姆——面积率和超临界翼型的建立704
11.13总结706
11.14作业题707
第12章 线化超声速流709
12.1引言710
12.2线化超声速流压强系数计算公式的推导710
12.3(线化理论对)超声速翼型的应用714
12.4黏性流动:超声速翼型阻力特性720
12.5总结723
12.6作业题724
第13章 非线性超声速流的数值求解技术入门725
13.1引言:计算流体力学的基本原理726
13.2特征线方法728
13.2.1内场点734
13.2.2壁面点735
13.3超声速喷管设计736
13.4有限差分法739
13.4.1预估步745
13.4.2校正步745
13.5时间相关法:应用于超声速钝头体绕流746
13.5.1预估步750
13.5.2校正步750
13.6总结754
13.7作业题754
第14章 高超声速流基础757
14.1引言758
14.2高超声速流的定性特征759
14.3牛顿理论763
14.4高超声速下机翼的升力和阻力:有迎角平板气动特性的牛顿理论解767
14.4.1有关估算精度的讨论774
14.5高超声速激波关系式及牛顿理论的另一角度讨论778
14.6马赫数无关性782
14.7高超声速流与计算流体力学784
14.8总结787
14.9作业题787
第四部分 黏性流动789
第15章 黏性流体基本原理和方程的介绍791
15.1引言792
15.2黏性流动的定性分析793
15.3黏性和热传导801
15.4 N-S方程806
15.5黏性流动的能量守恒方程810
15.6相似参数814
15.7黏性流动的解:初步讨论818
15.8总结821
15.9作业题823
第16章 一些特殊流动:库埃特流动和泊肃叶流动825
16.1引言825
16.2库埃特流:总论826
16.3不可压(常物性)库埃特流830
16.3.1忽略的黏性耗散836
16.3.2与壁面温度相等837
16.3.3绝热壁条件(绝热壁温)839
16.3.4恢复因子842
16.3.5雷诺比拟843
16.3.6小节844
16.4可压缩库埃特流846
16.4.1打靶法848
16.4.2时间相关的有限差分法850
16.4.3可压缩序埃特流的结果854
16.4.4一些解析的思路856
16.5二维泊肃叶流861
16.6总结865
16.6.1库埃特流865
16.6.2泊肃叶流865
第17章边界层介绍867
17.1引言868
17.2边界层特性870
17.3边界层方程876
17.4如何求解边界层方程879
17.5总结881
第18章 层流边界层883
18.1引言883
18.2流经平板的不可压缩流:布拉休斯解884
18.3流经平板的可压缩流891
18.3.1阻力随速度变化的讨论902
18.4参考温度法903
18.4.1新发展:米多尔-斯马特参考温度法906
18.5驻点气动加热907
18.6任意外形的边界层:有限差分解913
18.6.1有限差分法914
18.7总结919
18.8作业题920
第19章 湍流边界层921
19.1引言922
19.2平板上的湍流边界层结果922
19.2.1湍流的参考温度法924
19.2.2湍流的米多尔-斯马特参考温度法926
19.2.3翼型阻力的预测927
19.3湍流模型927
19.3.1 B-L湍流模型928
19.4最后的评注930
19.5总结931
19.6作业题932
第20章 N-S方程解:一些例子933
20.1引言934
20.2方法934
20.3一些解决方案的例子935
20.3.1后台阶流935
20.3.2绕翼型的流动935
20.3.3绕全机的流动938
20.3.4激波/边界层干扰939
20.3.5带凸起的翼型的绕流940
20.4表面摩擦阻力预测的精确性问题942
20.5总结947
附录A 等熵流参数表949
附录B 正激波参数表955
附录C 普朗特-迈耶关系式及马赫角959
附录D 标准大气参数表(国际标准制单位)963
附录E 标准大气参数表(英制单位)973
参考资料981
索引987