航空航天科技出版工程1 流体动力学与空气热力学

第1部分 航空航天工程研究评述第1章 系统工程：用系统思想设计更好的航空航天系统1 引言2 系统工程、系统思想和系统2.1 系统的特征与属性2.2 总结与结论3 系统工程3.1 系统工程的目的3.2 系统工程的背景3.3 系统工程是转换系统3.4 系统工程包含子系统并且自身为更大系统的子系统4 结论参考文献第2章 航空航天工程未来20年的挑战与机遇1 引言2 航空器2.1 飞行器的性能、飞行运营与环境影响2.2 推进系统2.3 非常规飞机2.4 无人机系统2.5 吸气式高超声速系统2.6 组件集成与热管理2.7 建模、仿真与软件3 航天器3.1 航天发射系统3.2 发射/助推发动机与飞船推进系统3.3 快速响应的空间进入与航天系统构建3.4 空间环境4 结论第2部分 流体动力学基础第3章 流体动力学早期理论和实验发展简史1 引言2 早期希腊科学：亚里士多德与阿基米德3 达·芬奇的流体动力学4 速度平方定律5 牛顿和正弦平方定律6 丹尼尔·伯努利与压力速度概念7 亨利·皮托与皮托管的发明8 18世纪流体动力学的发展顶峰——莱昂哈德·欧拉与非黏性流体流动控制方程9 包含摩擦的理论流体动力学：纳维尔和斯托克斯的工作10 奥斯本·雷诺：认识湍流流动11 升力环量理论：库塔和儒可夫斯基12 路德维希·普朗特与边界层理论13 总结参考文献第4章 空气动力学基本控制方程1 基本原理1.1 无黏流动和黏性流动的区别1.2 不可压缩流动与可压缩流动的区别1.3 控制体与流体单元1.4 连续性方程1.5 动量方程1.6 能量方程1.7 分类：欧拉方程和纳维尔斯托克斯方程1.8 迹线、流线和脉线1.9 涡量1.10 速度势1.11 流函数1.12 环量2 势流方程2.1 势流的定义2.2 伯努利方程2.3 速度的散度2.4 拉普拉斯方程2.5 中期总结2.6 基本势流2.7 基本流动方程2.8 基本流动的叠加2.9 升力环量理论：基本原理2.10 高亚声速和超声速势流：基本理论和基本方程3 欧拉方程3.1 随体导数：物理意义3.2 由随体导数表示的欧拉方程3.3 边界条件3.4 欧拉方程的讨论3.5 欧拉方程解的重要意义4 纳维尔斯托克斯方程4.1 纳维尔斯托克斯方程的展开式4.2 相似参数4.3 边界条件4.4 纳维尔斯托克斯方程的讨论4.5 纳维尔斯托克斯方程解的重要意义5 边界层方程5.1 背景5.2 边界层特性5.3 边界层方程5.4 边界层方程的解6 化学反应流动方程6.1 化学反应流动的重要性：高超声速飞行与燃烧6.2 化学反应流动的性质6.3 高温空气的化学反应6.4 真实气体与理想气体的定义6.5 气体的分类6.6 化学反应流动控制方程参考文献扩展阅读第3部分 不可压缩流体和空气动力学第5章 位势流1 引言2 位势流问题3 伯努利方程4 求解位势流问题的一般方法5 二维空间的基本解5.1 点源5.2 偶极子5.3 二维涡旋6 三维空间的基本解6.1 点源6.2 基本方案：偶极子6.3 三维涡旋7 举例：圆柱绕流8 圆柱绕流的升力9 结束语参考文献第6章 二维翼型绕流1 问题的定义2 厚度和升力问题的分解3 —定攻角下的零厚度翼型4 升力问题的经典解5 薄翼型上的气动力和气动力矩6 集中涡流单元7 薄翼型理论的总结与结论8 薄翼型理论的不足参考文献第7章 有限展长翼的不可压缩流动1 引言2 升力线模型3 椭圆升力分布的求解4 细长翼理论5 复杂外形的三维解：面元法6 结论参考文献第8章 层流边界层1 引言2 边界层方程2.1 压力梯度的影响，边界层分离，旋涡动力学特性3 边界层方程的精确解3.1 平板边界层3.2 楔形流4 近似解4.1 层流中的黏性与无黏耦合5 结论符号表参考文献第9章 流动稳定性与转捩1 引言2 二维流动稳定性分析2.1 线性稳定性理论概述2.2 Blasius边界层流动2.3 Falkner—Skan剖面：压力梯度效应2.4 高雷诺数下TS波的瑞利方程和结构2.5 瑞利理论2.6 三维扰动3 边界层的接受性4 壁面层转向湍流的方式5 转捩预测：模态增长（A途径）6 结论致谢参考文献第10章 湍流边界层1 引言2 基本考量2.1 雷诺分解2.2 湍流边界层的尺度2.3 普朗特边界层近似2.4 自相似性2.5 雷诺应力与速度谱2.6 内外交互作用3 复杂流动扭曲边界层3.1 额外应变率4 挑战与展望参考文献第11章 非定常空气动力学1 引言2 涡旋脱落引起的非定常流动3 升力的产生4 颤振现象5 涡旋脱落引起的推力6 动态失速现象7 波的传播引起的非定常流动8 涡轮机械中的非定常流动9 斯特劳哈尔数：流动不稳定性的度量10 非定常流动方程11 非定常流动分析方法12 总结参考文献第12章 大攻角空气动力学1 引言2 流动型态3 涡升力4 涡破碎5 涡的不稳定性6 机翼和垂尾抖振7 非定常流动中的前缘涡8 机翼振动9 多重涡10 涡控制技术11 总结符号表致谢参考文献第13章 导弹空气动力学1 引言2 零攻角导弹2.1 波阻2.2 等值法则或面积律3 小攻角导弹3.1 交叉流分析3.2 细长翼升力4 大攻角导弹5 总结参考文献第14章 旋翼飞行器空气动力学1 引言2 气动环境3 旋翼分析的总体理论3.1 盘旋飞行3.2 垂直升降3.3 前行4 旋翼分析的叶素方法4.1 诱导速度场5 非定常空气动力学6 综合分析7 进阶的分析方法8 总结参考文献第15章 气动流控制1 引言2 度量参数2.1 稳定吸气和吹气2.2 周期摄动2.3 频率度量2.4 扩展参数范围与技术比较3 AFC的应用领域4 AFC的计算方法4.1 CFD方法4.2 主动流动控制的CFD验证5 结论与展望符号表参考文献第16章 低雷诺数固定翼飞行器空气动力学1 引言1.1 低雷诺数翼型流动问题1.2 分离泡1.3 翼型设计2 风洞验证2.1 风洞2.2 端板的影响2.3 湍流强度的影响2.4 机翼弯度的影响2.5 低展弦比机翼空气动力学3 微型飞行器致谢符号表参考文献第17章 扑翼空气动力学1 引言2 量纲为1 量、运动学特性和控制方程2.1 扑翼飞行的运动学特性2.2 雷诺数2.3 斯特劳哈尔数和简约频率2.4 控制方程3 扑翼飞行器非定常空气动力学3.1 扑动机制（Re：O（101）～O（104））3.2 上仰旋转（Re：O（102）～O（103））3.3 尾迹捕捉（Re：O（102）～O（104））3.4 前缘涡（Re：O（102）～O（104））3.5 翼尖涡（RP：O（102）～O（104））4 结构翼的柔性4.1 标度律4.2 翼结构的柔性对扑翼空气动力学的影响5 总结符号表致谢参考文献第18章 地面效应空气动力学1 引言1.1 定义1.2 历史背景：地效飞行器1.3 历史背景：地效赛车2 理论解释2.1 飞行器地效空气动力学2.2 赛车地效空气动力学3 地面效应预测3.1 二维流动简化的计算方法3.2 解析方法3.3 计算流体动力学（CFD）3.4 机翼飞过平静和波动的水面3.5 极近地效区域的非线性现象4 试验方法4.1 镜像模型方法4.2 拥有边界层吸气功能的接地平板4.3 运动带方法4.4 拖曳模型方法5 地面效应对气动性能的影响5.1 飞行器的起飞和着陆5.2 近地直升机旋翼构型5.3 地效运载工具5.4 近地飞行器稳定性6 结论参考文献……第4部分 可压缩流动——亚声速到超声速第5部分 高超声速稀薄气体动力学第6部分 传热和热物理学第7部分 计算流体力学第8部分 流体动力学和热力学实验技术附录1 《航空航天科技出版工程》英文版编写委员会附录2 《航空航天科技出版工程》流体动力学与空气热力学》英文版参编人员索引