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全新定气体动力学王保国9787564087708
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篇基本理论与力学基础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1.1.3Navier-Stokes方程组的守恒形式1.1.4Navier-Stokes方程组的数学质与定解条件1.2非惯对坐标系中Navier-Stokes方程组1.2.1坐标系与非惯对坐标系间的转换关系1.2.2坐标系中叶轮机械Navier-Stokes方程组1..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1.3.1Maxwell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总的与激发能量守恒方程1.5辐流体力学及其基本方程组1.5.1粒子以及中子的辐输运方程1.5.2光子的输运方程1.5.3三维定辐流体力学基本方程组1.6气体动理学中的Boltzmann方程广义ltzmann方程1.6.1Boltzmann方程的守恒质及宏观守恒方程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1.6.5BGK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2.1.4Prandtl-Meyer流动时的微分关系2.2激波的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..激波间断面的动力学条件及激波质2.2.4激波前后的参数关系.正激波与斜激波..1定常气体运动的固定正激波..2运动正激波..斜激波2.4激波、膨胀波的反和相交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特征线在刚边界上的反2.8.2膨胀波或压缩波在开口端处的反2.8.3等熵波之间的相互作用2.9有间断面的一维定流动2.9.1运动激波与驻激波之间的共及重大区别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2.11.3Rankine-Hugoniot曲线的分析2.12爆轰波的ZND模型第3章定无黏流的数学结构以及一维广义Euler流3.1可压缩、无黏、定Euler方程组的数学结构3.1.1可压缩、无黏、完全气体定流动基本方程组的数学结构3.1.2一维定无黏流基本方程组特征值与特征方程3.2守恒变量与原始变量基本方程组间的相互转换及特征分析3.2.1双曲型方程组的左右特征矢量矩阵及特征标准型方程3.2.2两类基本方程组间的相互转换及特征分析3.3双曲型守恒律方程的弱解及熵函数、熵通量、熵条件3.3.1熵函数与熵通量3.3.2强间断以及接触间断面两侧参数间的关系3.3.3典型模型方程的经典解3.3.4单个守恒律方程及Oлейник熵条件3.4双曲型偏微分方程组初、边值问题的提法3.4.1双曲型方程边界条件提法的一般原则3.4.2单向波动方程的初、边值问题的提法3.4.3一维定Euler方程组初、边值问题的提法3.5定一维均熵流动及分析3.5.1均熵流动下的Riemann不变量3.5.2初值问题的依赖域与影响区3.5.3简单波区的质及流动参数计算3.6定非均熵维动及分析3.7维磁体力学方程组及其特征值3.8一维球面爆轰波问题的自模拟解第4章定黏流的数学结构以及一维广义Navier-Stokes方程组4.1Navier-Stokes方程组的几种通用形式4.1.1笛卡儿坐标系下守恒型基本方程组的微分形式4.1.2曲线坐标系下守恒型方程组的微分形式4.1.3守恒方程组坐标变换的重要特点4.2黏项计算的一种简便方法4.3黏流体力学方程组的数学质及定解条件4.3.1一阶拟线方程组分类的一般方法4.3.2方程分类的实例(用一阶的方法)4.3.3二阶拟线方程组分类的一般方法及方程定解条件4.4广义一维定流动的特征线方程和相容关系4.4.1考虑摩擦、加热、添质效应的广义一维定流动4.4.2广义一维定流动沿特征线的相容关系4.5一维黏热传导流体力学方程组4.6考虑离子黏的一维定辐磁流体力学方程组4.7定Navier-Stokes方程的一个解4.7.1有运动边界的定流动――Stokes问题4.7.2Stokes问题的解法4.7.3流场涡量分析4.8非线Burgers方程的求解与分析4.8.1Burgers方程的推导4.8.2Burgers方程的求解4.8.3Burgers方程解的讨论与分析4.9KdV方程以及KdV-Burgers方程4.9.1KdV方程及典型算例4.9.2KdV-Burgers方程第5章二维与三维流场的分析与数值计算方法5.1三维定常与定速度势函数的主方程5.1.1等熵、定常、无黏流动的两个基本方程5.1.2定常流动的速度势主方程5.1.3定流动的速度势主方程5.2定常/定流动时机翼与叶栅绕流的尾缘条件5.2.1无黏流与黏流动边界条件的数学处理概述5.2.2不可压缩理想流体的保角映方法5..Kutta-Жуковский设及环量的确定5.2.4定Kutta-Жуковский条件5.3跨声速流函数方法以及人工可压缩5.3.1三维空间中的两族等值面5.3.2二维空间中的弱守恒型流函数方程及人工密度5.4二维与三维跨声速势函数方法5.4.1两种形式的全位势主方程及AF2格式5.4.2二维小扰动势函数方程的Murman-Cole格式及线松弛解法5.5跨声速流场计算中的高效率、高分辨率算法5.5.1高效率算法5.5.2高分辨率算法以及Harten的TVD格式5.5.3具有TVD保持质的Runge-Kutta方法5.6超声速流动的空间推进高效算法5.6.1可压缩无黏与黏气体基本方程组的数学质及PNS方程5.6.2隐式LU分解格式5.6.3PNS方程的空间推进求解方法5.7高超声速无黏流动分析5.7.1高超声速小扰动方程及边界条件5.7.2Mach数无关原理5.7.3高超声速流的等价原理5.8高超声速无黏流数值计算概述5.9高超声速黏流动分析5.9.1驻点的层流边界层方程及热流计算5.9.2激波与边界层相互干扰的数值计算5.10高温效应以及高温无黏气体的平衡流与非平衡流动5.10.1高温气体的质及真实气体的概念5.10.2非平衡态气体的振动激发与化学反应过程5.10.3无黏高温平衡流5.10.4无黏高温非平衡流5.11高温黏气体动力学的基本方程组以及求解过程5.11.1高温黏气体的基本方程5.11.2高温非平衡黏气体基本方程组的守恒形式5.11.3高温非平衡黏气体基本方程组求解过程的概述第6章涡动力学中的主要方程以及定流的广义Kutta-Жуковский定理6.1有旋流场及其一般质6.1.1流场一点邻域中流体运动的分析6.1.2涡线、涡面与涡管6.1.3涡管强度守恒定理6.1.4速度环量的变化与加速度环量间的关系6.1.5涡通量与速度环量间的关系6.1.6流场的总涡量及其计算6.2无旋流场及其一般质6.2.1单连通域中的速度势6.2.2双连通域中的速度势6.3给定流场的散度与涡量求速度场6.3.1速度场的总体分解以及标量势、矢量势6.3.2用标量势与矢量势耦合求解速度场6.4Kelvin定理、Lagrange定理以及Helmholtz定理6.4.1Kelvin定理及其所适用的三个条件6.4.2Helmholtz涡量守恒定理6.4.3Lagrange定理6.5Bernoulli积分及其各种广义形式6.5.1沿流线(或者涡线)的Bernoulli积分6.5.2Cauchy―Lagrange积分6.5.3非惯系中的Bernoulli积分6.6涡量、胀量与螺旋量的概念以及涡量场的空间特6.6.1涡动力学中的几个基本概念以及有关符号的定义6.6.2涡量场的空间特6.7涡动力学中的几个基本方程6.7.1涡量输运方程6.7.2胀量输运方程6.7.3流体在边界上的变形与涡量分析6.7.4总螺旋量方程与总涡量演化方程6.7.5边界涡量生成率以及相关分析6.7.6导数矩变换中的几个基础数学公式6.8Navier-Stokes方程的Stokes-Helmholtz分解6.9总拟涡能的演化方程6.10定可压缩黏流对壁面产生的作用力与力矩6.11定黏流对壁面产生流体作用力的机理6.12定可压缩黏流的广义Kutta-Жуковский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7.1激光与靶材相互作用的物理力学基础7.2激光维持的燃烧波7.3激光维持的爆轰波7.4爆轰波的质以及激光维持爆轰波的稳定传播条件7.5激光维持爆轰波问题的一维和多维解法以及典型流场分析7.6爆轰波流场对平板的冲量耦合作用以及典型算例第8章可压缩湍流模型以及定流场的高分辨率高效率算法8.1数值解的精度与耗散、色散行为间的关系8.2物理尺度、激波厚度、湍流结构与网格尺度间的关系8.3基于Favre平均的可压缩湍流方程组8.4可压缩湍流的大涡数值模拟及其控制方程组8.5RANS与LES组合的杂交方法8.6关于RANS,DES以及LES方法中νT的计算8.7可压缩湍流中的k-ω模型8.8RANS计算与DES区域分析相结合的高效算法及其应用8.9定流的高分辨率高效率算法以及处理策略第二篇工程应用与研究进展第9章考虑定影响时叶轮机械气动设计以及流动失稳问题9.1航空发动机发展的现状以及2030年航空发动机发展的预测9.2航空发动机研制中的几项关键技术9.3对转风扇的气动设计与特分析9.4尾迹与下游叶片边界层作用的近似模型9.5叶轮机械中旋转失稳边界的预测及典型算例9.6压气机叶顶间隙泄漏流以及发生失速先兆的条件0章现代飞行器的定大迎角气动分析以及优化设计10.1推动飞机发展与进步的科学大师和设计家10.2喷气战机的现状和发展趋势10.3现代战机气动布局的空气动力学基础10.4现代战机气动布局的涡动力学基础10.5推力矢量化以及隐身技术10.6现代飞行器的多学科多目标优化1章现代兵器科学中的定流动以及湍流多相燃烧问题11.1现代航空武器装备的简介及其发展趋势11.2火炮膛内定多相燃烧基本方程组11.3火炮膛口流场的结构以及二次焰点燃现象11.4单相与两相可压缩湍流燃烧的大涡模拟技术11.5制导兵器中横向喷流导致的气动干扰现象以及快速控制技术2章航天探索、能源利用以及激光推进技术的新进展12.1航天探索的新发展12.2能源利用的新发展1.激光推进技术的新发展参考文献索引
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