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第5章 非定常空气动力学1

5.1非定常流动与坐标系的选择1

5.1.1非定常流动分类1

5.1.2绝对静止系与非惯性运动系的关系3

5.1.3绝对静止系与惯性运动系9

5.1.4惯性运动系流动求解与动力学过程13

5.1.5圆柱加速运动15

5.1.6附加惯性系数的一般求法18

5.2.物体作刚体运动引起的流动21

5.2.1物体作任意运动在惯性运动系中引起的势函数21

5.2.2运动物体的勃拉休斯定理24

5.2.3运动椭圆所受的力和力矩26

5.3纸片与椭圆的下落运动27

5.3.1纸片模化处理：运动椭圆问题28

5.3.2有涡脱落的情况29

5.4可压缩非定常流动32

5.4.1特征线方法33

5.4.2简单波与一维膨胀波38

5.4.3运动激波关系式45

5.4.4黎曼问题52

5.4.5波的反射与相互作用57

5.5不可压缩与可压缩非定常流动的本质区别64

5.5.1小扰动传播规律65

5.5.2大扰动问题66

5.5.3粘流问题66

5.5.4不可压缩流动的真正意义68

5.6特征线差分法与现代计算流体力学简介70

5.6.1特征线差分法70

5.6.2现代计算流体力学方法74

5.6.3计算流体力学无量纲参数CFL数，数值稳定性76

5.7复杂运动非定常粘性升力机制简介78

5.7.1运动物体引起的非定常流动动量定理及其应用78

5.7.2涡量守恒定理82

5.7.3用主力矩计算气动力的吴镇远定理84

5.7.4吴镇远定理的分析与应用、集中涡88

5.7.5Weis-Fogh的非定常高升力机制94

5.7.6鸟类和昆虫的运动学与气动特性简介101

附录Ⅷ附加惯性张量的性质108

附录Ⅸ任意运动物体合力表达式109

附录Ⅹ任意运动物体力矩表达式111

附录Ⅺ椭圆作任意运动所受的合力和力矩112

附录Ⅻ纸片下落问题的背景与研究现状简介120

Ⅻ.1背景与概述120

Ⅻ.2研究现状120

本章习题124

本章参考文献128

第6章 高超音速及相关技术概述131

6.1高超音速流动的基本特征131

6.1.1薄激波层133

6.1.2强粘性效应134

6.1.3高熵层135

6.1.4高温真实气体效应135

6.1.5低密度效应与低雷诺数效应136

6.1.6小结137

6.2高超音速无粘流基本知识138

6.2.1马赫数无关原理139

6.2.2牛顿流模型141

6.3高超音速粘流基本知识144

6.3.1驻点热流144

6.3.2粘性效应与粘性相互作用简介146

6.4高温真实气体效应151

6.4.1高温空气的性质152

6.4.2化学与振动非平衡154

6.4.3非平衡流动、平衡流动和冻结流动概念及其模型158

6.4.4空气平衡流动计算模型举例164

6.4.5激光与太阳能热推进的冲量耦合系数与比冲171

6.5低密度（稀薄）效应173

6.5.1流动分区173

6.5.2不同流动区域的计算模型175

6.5.3自由分子流区的气动力计算、与DSMC方法的比较179

6.6空气热力学效应186

6.6.1空气热力学的重要性186

6.6.2高速边界层与转捩188

6.6.3激波反射与激波干扰现象189

6.6.4高超音速飞行器激波干扰现象分析197

6.7高超音速相关技术概述201

6.7.1实验中如何获得高马赫数201

6.7.2高超音速再入飞行的飞行力学问题202

6.7.3高超音速再入气动热问题206

6.7.4乘波体简介209

6.7.5高超音速飞行器若干关键技术分析211

6.8吸气式发动机工作原理分析218

6.8.1超音速飞行对发动机的要求218

6.8.2涡喷与涡扇发动机简介220

6.8.3冲压发动机简介223

6.8.4冲压发动机工作原理分析224

6.8.5均匀混合气体燃烧波理论232

6.8.6超燃冲压发动机关键技术简介235

6.8.7减阻问题238

本章习题240

本章参考文献244

第7章 空气动力学与大气飞行器247

7.1飞行空间与大气环境247

7.1.1.飞行空间247

7.1.2大气结构249

7.1.3大气的成分251

7.1.4标准大气的数学模型252

7.1.5大气物理特征254

7.2飞行器气动部件及其作用270

7.2.1翼型升力、阻力与失速特性270

7.2.2机翼特性273

7.2.3尾翼286

7.2.4副翼、扰流片与减速板291

7.2.5涡流发生器293

7.2.6边条翼296

7.2.7翼身融合299

7.2.8高升力装置（增升装置301

7.3飞行器气动布局及性能304

7.3.1飞机气动布局305

7.3.2飞机飞行性能的一般性概述311

7.3.3飞机的平衡、稳定性与操纵性318

7.3.4飞机的机动性325

7.3.5高超音速飞行器的再入飞行力学330

7.3.6典型飞机及其特点336

7.3.7飞行动物与微型扑翼飞行器344

7.3.8现代气动布局飞机——飞翼设计分析举例353

7.4飞机数据综合比较361

7.4.1气动数据比较361

7.4.2飞行性能数据比较366

7.4.3几何形状数据比较370

7.4.4整体性能数据比较374

7.5一体化设计中的气动隐身设计与飞机综合概念设计378

7.5.1隐身与雷达散射截面积379

7.5.2飞行器总体布局和外形的隐身设计384

7.5.3飞行器隐身／气动一体化设计393

7.5.4SEACD：综合化飞机概念设计环境402

7.5.5国外几种隐身战斗机低RCS外形技术分析406

本章习题416

本章参考文献419

总附录A 热力学、统计力学与动力论基础知识421

A.1经典热力学基础回忆421

A.2化学热力学基础427

A.3统计热力学基础435

A.4动力论基础445

A.5化学反应速率方程，平衡常数448

A.6音速公式451

A.7几个基本关系式的证明453

总附录A参考文献454

总附录B 空气动力学的应用范围简介455

B.1空气运动的简单与复杂455

B.2自然规律与空气动力学458

B.2.1宏观气象学与空气动力学459

B.2.2微观气象学与空气动力学461

B.2.3森林空气动力学465

B.2.4鸟和昆虫飞行空气动力学466

B.3工业、工程与空气动力学470

B.3.1建筑物空气动力学471

B.3.2车辆空气动力学473

B.3.3风能利用476

B.3.4体育中的空气动力学477

B.4航空、航天与空气动力学483

B.4.1飞机空气动力学483

B.4.2航天空气动力学488

B.4.3气动弹性、气动噪声和气动光学492

总附录B参考文献498

总附录C 风洞简介500

C.1低速风洞简介501

C.2亚音速风洞505

C.3跨音速风洞510

C.4超音速风洞516

C.5高超音速风洞522

总附录C参考文献528

总附录D 飞艇空气动力学529

D.1飞艇简介529

D.1.1飞艇的结构特点和工作原理529

D.1.2飞艇的发展简史538

D.2基本概念545

D.2.1基本参数545

D.2.2附加惯性、附加密度和表观密度547

D.2.3称量重量（净重）549

D.3飞艇常规空气动力学问题552

D.3.1飞艇空气动力学的理论基础及应用552

D.3.2阻力与低阻力外形563

D.3.3升力、力与力矩特性570

D.3.4柔性外壳的流固耦合577

D.3.5飞艇与阵风的相互作用583

D.4高空飞艇带来的新空气动力学问题简述594

D.4.1新空气动力学问题简介594

D.4.2穿越强风带的发射／回收过程597

D.4.3分片外形的气动效应605

D.5平流层飞艇总体设计609

D.5.1环境参数609

D.5.2飞艇的几何参数611

D.5.3飞艇组件的技术指标及质量参数612

D.5.4飞艇的力学参数614

D.5.5各参数之间满足的平衡关系615

D.5.6简单估算的算例616

D.5.7升浮一体化设计619

总附录D参考文献622

索引624

参考文献642

《空气动力学》（上册）勘误表644