气动热力学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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卞荫贵，徐立功 编

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• 气动热力学
• 热力学
• 流体力学
• 传热学
• 工程热物理
• 气动力学
• 燃烧学
• 航空推进
• 气体动力学
• 热工

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312028229

版次：2

商品编码：10805664

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-06-01

页数：333

正文语种：中文

内容简介

《气动热力学》共8章，前3章是上述内容的具体展现；第4章为高温气体的冻结、平衡和非平衡无黏流动；第5章和第6章为高温气体的黏性流动，较全面地讨论了高温化学反应气体层流边界层理论中的分析计算方法；第7章为辐射气体动力学和高速飞行器表面温度计算方法及防热措施；第8章为化学反应气体的湍流理论。

目录

再版前言
前言
主要符号表
第1章 高超声速流动的概念和输运机理
1.1 引言
1.2 高超声速流动的概念
1.2.1 高超声速流动的定义
1.2.2 高超声速气动热力学的重要性
1.2.3 高超声速飞行轨道和高度-速度图
1.2.4 高超声速飞行器为什么采用钝前缘
1.3 高温气流中的输运机理
1.3.1 气体分子运动论基础
1.3.2 高温气体的输运特性和扩散质量流
1.4 传热的形式
1.4.1 热传导
1.4.2 对流传热
1.4.3 扩散传热
1.4.4 辐射传热
1.4.5 总热传导系数
1.5 高温空气的输运特性

第2章 高温气体的热力学和化学热力学特性
2.1 引言
2.2 高温气体的热力学特性
2.2.1 真实气体与完全气体
2.2.2 完全气体状态方程
2.2.3 混合气体的成分
2.2.4 气体的分类
2.3 热力学第一定律
2.4 热力学第二定律
2.5 高温气体的化学热力学特性
2.5.1 化学反应的质量守恒方程
2.5.2 吉布斯自由能和化学反应中的熵增
2.5.3 化学平衡条件
2.5.4 平衡化学反应混合气体的成分
2.5.5 化学反应热

第3章 高温气体的统计理论和非平衡效应
3.1 引言
3.2 统计热力学的基本理论
3.2.1 分子的能量模式
3.2.2 系统的微观状态数
3.2.3 最可几宏观态
3.2.4 玻尔兹曼分布
3.2.5 用配分函数计算热力学特性
3.2.6 配分函数Q（V，T）
3.3 平衡化学反应气体的热力学特性
3.3.1 单一组元气体的热力学特性
3.3.2 平衡常数的计算
3.3.3 多组元平衡化学反应气体的热力学特性
3.4 高温空气的平衡热力学特性
3.4.1 高温空气中的化学反应
3.4.2 高温空气平衡成分的计算
3.4.3 高温平衡空气的特性
3.5 高温气体的振动和化学非平衡
3.5.1 振动松弛过程和振动速率方程
3.5.2 化学非平衡和反应速率方程
3.5.3 高温空气和氢一空气混合气体中的化学非平衡

第4章 高温无黏冻结、平衡和非平衡流动
4.1 引言
4.2 高温无黏冻结流动
4.2.1 无黏冻结流动的热力学特性
4.2.2 无黏冻结流与平衡流的比较
4.3 高温无黏平衡流动
4.3.1 高温无黏平衡流动的控制方程
4.3.2 平衡正激波和斜激波
4.3.3 平衡一维喷管流动
4.3.4 平衡比热和平衡声速
4.3.5 平衡普朗特一迈耶膨胀流动
4.3.6 圆锥平衡流动
4.3.7 钝体平衡流动
4.4 高温无黏非平衡流动
4.4.1 高温无黏非平衡流动的控制方程组
4.4.2 非平衡正激波和斜激波
4.4.3 非平衡一维喷管流动
4.4.4 钝体非平衡流动
4.4.5 非平衡流动的特征线法

第5章 黏性气动热力学的基本方程和边界条件
5.1 引言
5.2 多组元混合气体中的输运特性
5.2.1 质量输运
5.2.2 动量输运
5.2.3 能量输运
5.3 高温气体输运系数
5.3.1 碰撞截面
5.3.2 输运系数计算公式
5.4 黏性多组元反应气体基本方程
5.4.1 基本方程组
5.4.2 边界层方程组
5.5 壁面催化反应及有关参数
5.5.1 壁面催化反应
5.5.2 表面无量纲参数

第6章 离解气体层流边界层解法
6.1 引言
6.2 边界层方程的相似变换
6.2.1 相似坐标
6.2.2 用ξ，η坐标表示的边界层方程
6.2.3 离解空气的二元模型
6.3 离解空气驻点传热
6.3.1 驻点条件
6.3.2 平衡边界层驻点传热
6.3.3 冻结边界层驻点传热
6.3.4 非平衡边界层驻点传热有限差分解
6.4 离解空气非驻点传热
6.4.1 “局部相似解”的概念
6.4.2 局部相似解的热流分布公式
6.4.3 平板和圆锥表面上的热流分布
6.4.4 钝体表面的热流分布
6.5 非相似边界层方程的数值解法
6.5.1 有限差分解法
6.5.2 积分关系法
6.5.3 积分一矩阵法

第7章 辐射气体动力学和表面温度
7.1 引言
7.2 辐射热通量的计算方法
7.2.1 辐射强度和辐射热通量
7.2.2 辐射传热方程
7.2.3 辐射传热方程的解
7.3 再入飞行体辐射流场的计算
7.4 高温气流与表面材料的相互作用
7.4.1 热防护措施
7.4.2 质量引射边界层的表面相容条件
7.5 质量引射层流边界层
7.5.1 质量引射层流边界层方程组
7.5.2 质量引射冻结边界层
7.5.3 催化壁面冻结边界层
7.5.4 有气相反应面的冻结引射边界层
7.6 表面温度的计算方法
7.6.1 材料内部的传热过程
7.6.2 烧蚀表面的质量相容关系
7.6.3 表面温度的确定

第8章 湍流反应流
8.1 引言
8.2 用法富尔平均的基本方程
8.2.1 法富尔平均
8.2.2 基本方程
8.2.3 边界层方程
8.2.4 封闭问题
8.3 湍流模式
8.3.1 湍流模式概述
8.3.2 雷诺应力方程（二阶矩模式）
8.3.3 k-ξ二方程模式及代数应力模式
8.3.4 低马赫数近似
8.4 概率密度函数方法
8.4.1 概率密度函数（pdf）
8.4.2 守恒标量
8.4.3 守恒标量——快速反应的pdf解法
8.4.4 随机函数的有关知识
8.4.5 建立概率密度函数的输运方程
8.5 离解气体湍流边界层传热
习题
附表地球标准大气层表
参考文献

前言/序言

气动热力学（第2版）图书简介 书名：气动热力学（第2版） 作者： [请在此处填写原书作者姓名，此处为占位符] 出版社： [请在此处填写原书出版社名称，此处为占位符] 出版时间： [请在此处填写原书出版年份，此处为占位符] --- 内容概要 《气动热力学（第2版）》是一本面向高等工科院校，特别是航空航天、能源动力、机械工程等专业学生及研究人员的经典教材与专业参考书。本书立足于经典热力学和流体力学的基础之上，系统、深入地阐述了气体在高速流动过程中所伴随的热力学现象、能量转换规律以及相关的工程应用问题。第二版在继承第一版严谨的理论框架和清晰的逻辑结构的基础上，根据学科发展的新趋势和教学实践中的反馈，进行了全面的修订和优化，增强了对前沿问题的覆盖面和工程实例的贴合度。 本书的核心目标是使读者深刻理解和掌握气动热力学现象的物理本质，并具备运用基本原理分析和解决实际工程问题的能力。全书内容组织遵循从基本概念到复杂系统的递进路线，确保了知识体系的完整性和学习的连贯性。 --- 详细内容结构与特色 第一部分：基础理论与一维流动（Fundamentals and One-Dimensional Flow） 本部分是全书的基石，主要回顾并巩固读者在热力学和普通流体力学中已经学到的关键概念，并将其引入高速流动的背景下进行深入探讨。 1. 气体动力学基本概念回顾： 详细阐述了连续介质假设、宏观性质（如密度、压力、温度）的定义与测量方法，特别强调了在高速流动中“局部平衡”假设的意义。 2. 基本方程的建立： 从质量守恒、动量守恒（纳维-斯托克斯方程的简化形式）和能量守恒出发，推导了适用于可压缩流动的基本控制方程组。重点讨论了等熵过程的条件及其重要性。 3. 等熵流动： 详细分析了等熵流动的特性，推导了基于马赫数（Mach Number）的参数关系（如压力、温度、面积之间的关系）。这些关系是计算喷管和扩压器性能的基础。 4. 正激波（Normal Shocks）： 这是本书的第一个核心难点和重点。全面分析了正激波中的不可逆性和熵增现象。详细推导了雷诺-亥姆霍兹关系式（Rayleigh Pitot Formula），并结合工程图表（如Fanno和Rayleigh流程图）展示了激波对流场参数的剧烈影响。 第二部分：流动的控制与应用（Flow Control and Applications） 本部分将理论知识应用于工程实践中，重点分析了具有摩擦、热交换和能量输入的流动系统。 1. 等熵流动的应用——拉伐尔喷管设计： 深入探讨了气流加速到超音速的必要条件（喉部马赫数必须为1）。详细介绍了拉伐尔喷管（Converging-Diverging Nozzle）的设计原理、最优膨胀比的确定，以及气流在喷管内外的膨胀和压缩过程。 2. 管道中的摩擦流动（Fanno Flow）： 阐述了管道壁面摩擦对气流参数（尤其是马赫数）的影响。引入了Fanno线概念，并讨论了管道阻塞（Choked Flow）的条件。 3. 管道中的热传导流动（Rayleigh Flow）： 分析了定质量流量下，管道内壁面热交换对流动的影响。重点讨论了加热或冷却如何影响流动的马赫数，以及如何利用Rayleigh流程图进行分析。 4. 带外加热/冷却的流动： 进一步拓展了Rayleigh流动的概念，讨论了燃烧室和冷却通道中的能量输入/输出问题。 第三部分：二维与斜激波（Two-Dimensional and Oblique Shocks） 本部分将分析从一维扩展到二维，这是理解现代高速飞行器气动外形设计的基础。 1. 斜激波（Oblique Shocks）： 这是对激波理论的升华。通过动量方程在斜激波面上的应用，推导出斜激波的几何关系和参数跳变规律。详细讨论了激波角、马赫角以及流线偏转角之间的复杂关系。 2. 激波-边界层干扰： 简要介绍了在复杂高超声速流动中，激波与附着或分离的边界层相互作用的现象及其对阻力、传热的影响。 3. 膨胀波（Prandtl-Meyer Expansion Waves）： 介绍了气流绕凸角平滑膨胀的理论。详细推导了PM函数，该函数是设计超音速翼型和控制膨胀区域的关键工具。 4. 二维等熵流与波的叠加： 讨论了如何在二维流场中叠加和应用等熵膨胀与压缩的线性理论。 第四部分：进阶主题与非平衡效应（Advanced Topics and Non-Equilibrium Effects） 第二版尤其加强了对现代工程挑战的关注。 1. 气动热载荷与传热： 结合高超声速飞行的实际需求，系统性地介绍了气动加热的机制（分子弛豫、化学反应、辐射等），以及如何进行表面热防护设计。 2. 化学反应流（Chemical Reacting Flows）： 针对高焓、高马赫数下的空气化学反应，引入了化学平衡和非平衡态的分析方法，这对于火箭发动机和再入飞行器至关重要。 3. 稀薄气体效应与过渡流： 探讨了在极高海拔或低密度环境下，气动热力学模型失效的原因，介绍了基于Knudsen数的稀薄气体效应的初步分析方法。 --- 本版特色与改进（第二版新增或强化的方面） 1. 数值计算方法引入： 增加了对特征线法（Method of Characteristics, MOC）在求解二维等熵流和弱斜激波问题中的应用实例，强调了数值方法在解决复杂问题中的作用。 2. 工程实例更新： 增加了对现代航空航天器的案例分析，如高超声速巡航飞行器（HIFiRE/Waverider）的流场分析，以及火箭发动机喷口设计与性能评估的实例。 3. 理论深度与广度平衡： 保持了对基本原理推导的严谨性，同时显著增加了对物理图像的阐释，帮助读者跨越从“公式应用”到“物理理解”的鸿沟。 4. 习题与附录： 习题难度梯度设置更加合理，覆盖了计算、分析和设计三类问题。附录中补充了更精确的空气热力学性质表和最新建议的化学反应动力学参数。 --- 适用对象 本书适用于： 本科高年级学生（航空航天、能源动力、飞行器设计、工程物理等专业）。 研究生（从事计算流体力学、高超声速技术、推进系统设计等方向）。 工程技术人员（需要掌握气动加热、喷管设计、高超声速飞行器气动布局设计的工程师）。 通过系统学习本书内容，读者将能够构建起坚实的理论基础，对高速流动中的能量转换和热效应有深刻的认识，为进一步研究更复杂的非平衡流动和先进推进技术打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我抱着“试试看”的心态买了这本《气动热力学（第2版）》，因为我之前对这方面的内容几乎是一窍不通。但这本书的开篇就给了我一个惊喜。它没有上来就抛出一大堆公式和定义，而是从一个非常引人入胜的角度切入，讲述了空气是如何在物体表面流动的，以及温度和压强在其中扮演的角色。作者的语言非常生动，像是和一个经验丰富的导师在对话，而不是在阅读枯燥的教科书。我最喜欢的部分是关于可压缩流动的讲解，书中通过大量的案例分析，让我看到了在不同速度下，空气的性质会发生多么显著的变化。例如，飞机在达到跨音速和超音速时，空气的行为会变得非常复杂，书中对这些现象的描述，让我仿佛身临其境，能够感受到那种能量的巨大释放。而且，这本书在讲解方程推导时，逻辑清晰，每一步都给出了详细的解释，让我能够理解公式背后的物理意义，而不是死记硬背。我感觉这本书的价值远不止于理论知识，它更多的是培养一种解决实际问题的思维方式。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对飞行器设计充满热情的业余爱好者，一直在寻找一本能够系统介绍气动热力学知识的书籍。《气动热力学（第2版）》这本书完全超出了我的预期。它没有过多地涉及复杂的数学推导，而是更侧重于对物理现象的直观解释和实际应用的介绍。我特别喜欢书中关于激波、膨胀波以及它们对飞行器性能影响的章节。作者用非常生动的语言描述了这些现象的产生机制和后果，让我能够轻松理解例如“音爆”是怎么回事，以及为什么飞机在高速飞行时需要特殊的结构设计。此外，书中还介绍了不同飞行状态下的热力学特性，比如在高超音速飞行时，空气的温度会急剧升高，这对材料的选择和结构的设计提出了巨大的挑战。这本书为我打开了一扇了解飞行器工程的大门，让我能够更深刻地理解那些飞在天上的钢铁巨兽背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

我是一名机械工程专业的学生，最近在学习流体力学相关的课程，所以就选择了这本《气动热力学（第2版）》作为我的参考书。这本书的专业性非常强，但同时也非常注重概念的清晰度和理论的严谨性。我个人觉得，它在讲解一些核心概念时，比如能量守恒、质量守恒以及动量守恒在流体中的应用，做得非常出色。书中给出的例子都非常有代表性，能够充分展示这些基本定律是如何指导我们理解和分析复杂的气体动力学现象的。我尤其欣赏书中对热力学第一定律在流体流动中的应用的详细阐述，这对于理解航空发动机等关键设备的工作原理至关重要。而且，这本书的排版也非常舒适，字体大小适中，章节划分清晰，让我可以快速找到我需要的信息。对于我来说，这本书不仅是一本教材，更是一个宝贵的知识宝库，让我能够反复查阅，不断加深对气动热力学原理的理解。

评分☆☆☆☆☆

哇，我最近刚入手了这本《气动热力学（第2版）》，这本书简直太棒了！作为一个对航空航天工程一直充满好奇的人，我一直想深入了解飞机是如何飞行的，尤其是那些在高速飞行时发生的复杂现象。这本书的讲解真的非常透彻，虽然我不是专业人士，但作者的叙述方式清晰易懂，循序渐进。我特别喜欢它在讲解基本概念时，总是能结合实际的例子，比如飞机起降时的空气动力学变化，或是超音速飞行时产生的冲击波。这些例子让我更容易理解那些抽象的理论。而且，书中配有很多精美的插图和图表，这对于我这种视觉型学习者来说简直是福音！我经常会停下来，仔细研究这些图，它们能非常直观地展示出空气流动的方向、压强分布以及温度变化。我尤其对书中关于边界层理论的章节印象深刻，它解释了为什么飞机表面会有摩擦阻力，以及如何通过优化设计来减小这种阻力。这本书的深度和广度都让我感到惊喜，它不仅覆盖了气动热力学的基础知识，还触及了一些更前沿的课题，让我对这个领域有了更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在航空领域工作的工程师，平时经常需要处理各种与空气动力学相关的问题。《气动热力学（第2版）》这本书为我提供了一个非常好的理论支撑和参考。书中关于流动相似性以及量纲分析的章节，对于我们在不同尺度下进行模型试验和数据分析非常有帮助。作者在讲解这些内容时，不仅给出了清晰的数学推导，还结合了大量的工程实例，让我能够更好地理解这些理论在实际工程中的应用。我尤其欣赏书中关于高超声速流动的讨论，这对于我们设计下一代高速飞行器至关重要。书中对热化学反应、激波边界层干扰等复杂问题的深入剖析，为我们提供了宝贵的参考信息。这本书的实用性和前沿性都让我印象深刻，它不仅巩固了我现有的知识，还帮助我拓展了新的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

看着名字买的。还没看过，不清楚怎么样.

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常经典的气动热力学书，值得多读。

评分☆☆☆☆☆

非常好的书，深入浅出好理解，值得买

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常经典的气动热力学书，值得多读。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

书，买了。你看或不看，它都在那里。

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感觉非常好哦，希望能完全学完。

评分☆☆☆☆☆

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