非定常气体动力学

第一篇 基本理论与力学基础

第1章 广义气体动力学基本方程组

1.1 经典气体动力学的Navier—Stokes方程组

1.1.1 一般控制体及Reynolds输运定理

1.1.2 一般控制体下流体力学的基本方程组

1.1.3 Navier—Stokes方程组的守恒形式

1.1.4 Navier—Stokes方程组的数学性质与定解条件

1.2 非惯性相对坐标系中Navier—Stokes方程组

1.2.1 绝对坐标系与非惯性相对坐标系间的转换关系

1.2.2 绝对坐标系中叶轮机械Navier—Stokes方程组

1.2.3 绝对坐标系中Navier—Stokes方程组的强守恒与弱守恒型

1.2.4 相对坐标系中Navier—Stokes方程组及广义Bernoulli方程

1.2.5 吴仲华的两类流面理论以及涉及转子焓与熵的气动方程组

1.2.6 三维空间中两类流面的流函数主方程以及拟流函数法

1.3 电磁流体力学的基本方程组及电磁对偶原理

1.3.1 Maxwell电磁理论的普遍规律及其对称形式

1.3.2 电磁场的标量势与矢量势以及Maxwell方程组的规范条件

1.3.3 电磁流体力学的基本方程组及其守恒形式

1.3.4 电流体力学与磁流体力学的基本方程组

1.3.5 电磁对偶原理

1.4 高温高速热力学与化学非平衡流动的基本方程组

1.4.1 组元s的连续方程以及总的连续方程

1.4.2 组元s的动量方程以及总的动量方程

1.4.3 组元s的能量方程以及总的能量方程

1.4.4 组元s的振动能量方程

1.4.5 总的电子与电子激发能量守恒方程

1.5 辐射流体力学及其基本方程组

1.5.1 粒子以及中子的辐射输运方程

1.5.2 光子的输运方程

1.5.3 三维非定常辐射流体力学基本方程组

1.6 气体动理学中的B01tzmann方程及广义Boltzmann方程

1.6.1 Boltzmann方程的守恒性质及宏观守恒方程

1.6.2 单原子分子、多组元气体的Boltzmann方程

1.6.3 单组元、多原子分子、考虑分子内部量子数及简并度的Boltzmann方程

1.6.4 多组元、多原子分子的广义Boltzmann方程

1.6.5 BGK模型方程

1.6.6 小Knudsen数特征区的一些特点及其分析

第2章 膨胀波、激波、燃烧波和爆轰波

2.1 膨胀波、压缩波的形成及Prandtl—Meyer流动

2.1.1 几个重要的概念与术语

2.1.2 理想气体定常、等熵流动的基本方程组

2.1.3 膨胀波与微弱压缩波的形成

2.1.4 Prandtl—Meyer流动时的微分关系

2.2 激波的性质及激波前后的参数关系

2.2.1 驻激波的形成

2.2.2 运动激波的形成

2.2.3 激波间断面的动力学条件及激波性质

2.2.4 激波前后的参数关系

2.3 正激波与斜激波

2.3.1 定常气体运动的固定正激波

2.3.2 运动正激波

2.3.3 斜激波

2.4 激波、膨胀波的反射和相交

2.5 超声速圆锥绕流及轴对称锥型流的求解

2.5.1 锥型流以及超声速气流绕圆锥流动的基本方程

2.5.2 轴对称超声速气流绕圆锥的流动及其求解

2.6 超声速进气道的激波系以及排气喷管的波系分析

2.6.1 超声速进气道的激波系分析

2.6.2 排气喷管的重要作用及塞式喷管的波系分析

2.7 压气机及涡轮中的激波与膨胀波

2.7.1 超声速压气机叶栅中的流动

2.7.2 任意回转面叶栅超声速进口流场中唯一进气角的确定

2.7.3 涡轮叶栅中的气流流动及波系结构

2.8 波的相互作用

2.8.1 特征线在刚性边界上的反射

2.8.2 膨胀波或压缩波在开口端处的反射

2.8.3 等熵波之间的相互作用

2.9 有间断面的一维非定常流动

2.9.1 运动激波与驻激波之间的共性及重大区别

2.9.2 运动正激波在静止气体中的传播

2.9.3 激波的相互作用及接触间断面的计算

2.9.4 初始间断的分解及Riemann问题的精确解法

2.10 激波管问题的流动分析

2.10.1 激波管各区流动的计算与分析

2.10.2 获得较高试验温度与速度的途径

2.11 气体动力突跃面的分类以及一维燃烧波的分析

2.11.1 气体动力突跃面存在的条件与突跃面分类

2.11.2 一维燃烧波分析以及C—J理论模型

2.11.3 Rankine—Hugoniot曲线的分析

2.12 爆轰波的ZND模型

第3章 非定常无黏流的数学结构以及一维广义Euler流

第4章 非定常黏性流的数学结构以及一维广义Navier—Stokes方程组

第5章 二维与三维流场的分析与数值计算方法

第6章 涡动力学中的主要方程以及非定常流的广义Kutta—KyKOBCKHfi定理

第7章 激光维持燃烧波和爆轰波的气动力学分析以及推力形成机理

第8章 可压缩湍流模型以及非定常流场的高分辨率高效率算法

第二篇 工程应用与研究进展

第9章 考虑非定常影响时叶轮机械气动设计以及流动失稳问题

第10章 现代飞行器的非定常大迎角气动分析以及优化设计

第11章 现代兵器科学中的非定常流动以及湍流多相燃烧问题

第12章 航天探索、能源利用以及激光推进技术的新进展

参考文献

索引

在现代气体动力学的研究中，非定常流动问题难度很大，物理现象复杂，一直是该领域的前沿内容。
　　《现代兵器火力系统丛书：非定常气体动力学》是关于气体动力学非定常流动问题的一部专著。全书分两篇12章，分别从一维、二维和三维非定常流动的重要特征人手，描述简单波、稀疏波、压缩波、激波、燃烧波以及爆轰波间相互作用的特点，分析涡量动力学在非定常气动力计算中的作用，探讨脉冲激光推进技术的力学基础以及应用前景。书中还细致讨论非定常流动在航空动力设计、现代兵器的气动设计、飞行器气动布局和未来航天器研制中的应用。
　　《现代兵器火力系统丛书：非定常气体动力学》可供航空航天、动力工程与工程热物理以及兵器科学领域等相关专业科研人员参考，也可作为有关院校流体力学专业、航空航天专业研究生学位课教材。