图书介绍

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空气动力学基础
  • (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

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