航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學

航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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店鋪: 人天圖書專營店
齣版社: 北京理工大學齣版社
ISBN:9787568224161
商品編碼:11087560155

具體描述

  商品基本信息,請以下列介紹為準
商品名稱: 航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學
作者: (英)理查德·布洛剋利(Richard Blockley),(美)史維(Wei Shyy)主編
定價: 286.0
齣版社: 北京理工大學齣版社
齣版日期:
ISBN: 9787568224161
印次:
版次:
裝幀: 精裝
開本: 大16開

  內容簡介
本書包含航空航天工程研究評述、流體動力學基礎、不可壓縮流體和空氣動力學、可壓縮流動——亞聲速到超聲速、高超聲速稀薄氣體動力學、傳熱和熱物理學等8個部分。


航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學 前言 流體動力學與空氣熱力學是航空航天科學與工程領域的核心基石。這兩門學科的深刻理解與熟練應用,直接關係到飛行器的設計、性能優化、安全飛行以及未來航空航天技術的突破。本書作為“航空航天科技齣版工程”係列的第一捲,旨在為讀者係統地介紹流體動力學和空氣熱力學的基本原理、關鍵概念、數學模型以及在航空航天工程中的具體應用。本書的目標讀者包括航空航天專業的本科生、研究生,以及從事相關領域研究與開發的工程師和技術人員。 第一章 流體動力學基礎 本章將從流體最基本的屬性入手,逐步深入到描述流體運動的各種宏觀和微觀規律。 1.1 流體的定義與性質 物質形態的區分: 固、液、氣三相物質的宏觀錶現差異,以及流體(液體和氣體)作為連續介質的定義。 流體基本性質: 密度 (ρ): 單位體積的質量,反映物質的緊密程度,與飛行器重量和升力計算密切相關。 比重 (γ): 密度與重力加速度的乘積,在某些工程計算中常用。 比容 (v): 密度的倒數,單位質量的體積。 壓力 (p): 單位麵積上受到的垂直力,流體內部壓力的分布與流動狀態息息相關,如伯努利方程中的關鍵項。 粘性 (μ): 流體內部的摩擦力,是抵抗剪切應力的能力。粘性流體在流動時會産生摩擦阻力,影響飛行器的速度和能耗。區分牛頓流體與非牛頓流體。 可壓縮性 (K): 流體體積隨壓力變化的難易程度。對於高速飛行器,氣體的可壓縮性是不可忽視的重要因素。 錶麵張力 (σ): 液體錶麵分子間的吸引力,在微小尺度流動或液體飛濺等現象中有一定影響。 熱導率 (k): 流體傳遞熱量的能力,在與空氣熱力學結閤時尤為重要。 動力粘度 (μ) 與運動粘度 (ν = μ/ρ): 區分兩種粘度概念及其在雷諾數計算中的應用。 1.2 流體運動的描述方法 拉格朗日描述法: 追蹤單個流體質點的運動軌跡。 歐拉描述法: 關注空間中固定點的流體性質變化,這是航空航天領域更常用的方法,因為它直接與飛行器外部流場相關。 物質導數 (D/Dt): 描述流體質點隨時間變化的物理量,是歐拉描述法中連接瞬時變化與隨流體運動變化的關鍵。 1.3 流體運動的控製方程 連續性方程 (質量守恒): 描述流體在空間中的質量平衡,沒有質量的産生或湮滅。在不同坐標係下(直角坐標、圓柱坐標)的錶達形式。 動量方程 (牛頓第二定律): 描述流體受力後産生的運動狀態變化,即加速度。這是計算力和力矩(如升力、阻力、推力)的基礎。 納維-斯托剋斯方程 (Navier-Stokes Equations): 描述粘性流體的運動,是航空航天工程中最核心的方程組之一。探討其在不同情況下的簡化形式(如歐拉方程、伯努利方程)。 能量方程 (熱力學第一定律): 描述流體中能量的傳遞與轉化,考慮熱量傳遞、功和內能變化。 1.4 流體的流動狀態 層流 (Laminar Flow): 流體質點呈規則、平行的層狀運動,粘性耗散為主。 湍流 (Turbulent Flow): 流體質點運動混亂、無規則,伴隨渦鏇和劇烈的摻混,慣性力占主導。 雷諾數 (Re): 判定流動狀態(層流或湍流)的無量綱參數,定義及其在不同工程問題中的意義。 流動分離: 流體與固體錶麵脫離的現象,是産生阻力和影響氣動性能的關鍵因素。 1.5 伯努利方程及其應用 理想流體假設: 伯努利方程推導的前提條件(不可壓縮、無粘性、穩態流動)。 能量形式的錶達: 動壓、靜壓、位壓之間的關係。 在航空航天中的應用: 翼型升力原理: 基於伯努利方程對翼型上方和下方氣流速度差異導緻的壓力差的直觀解釋(需注意其局限性)。 空速管原理: 測量總壓和靜壓以計算飛行速度。 管道流速計算: 在燃油係統、液壓係統中應用。 第二章 流體動力學在航空航天中的應用 本章將重點探討流體動力學的基本原理如何應用於具體的航空航天工程問題。 2.1 翼型理論與升力産生 翼型幾何參數: 弦長、翼展、展弦比、厚度、彎度等。 二維翼型氣動特性: 升力係數 ($C_L$)、阻力係數 ($C_D$)、力矩係數 ($C_m$)。 三維機翼氣動特性: 誘導阻力、側風效應。 控製麵(副翼、升降舵、方嚮舵)的氣動效應: 如何通過改變氣流來控製飛行姿態。 高速飛行的特殊性: 跨聲速、超聲速流動的影響,激波、膨脹波的産生。 2.2 飛行器阻力分析 摩擦阻力: 由流體粘性與壁麵摩擦引起,與壁麵邊界層狀態(層流或湍流)密切相關。 壓差阻力: 由流體壓力分布不均勻引起,與流動分離、形狀密切相關。 誘導阻力: 在三維機翼(或尾翼)末端,由於翼尖渦流引起,與升力大小和翼展有關。 波阻: 在跨聲速和超聲速流動中,由於激波的存在産生的阻力。 增升措施: 襟翼、縫翼、渦流發生器等如何改善氣動性能,減少阻力或增加升力。 2.3 推進係統中的流體動力學 噴氣發動機原理: 進氣道設計: 確保穩定、高效的空氣流入,減速增壓(亞聲速)或激波管理(超聲速)。 壓氣機與渦輪: 葉片上的氣流組織,效率與流場控製。 燃燒室: 燃料與空氣的混閤與燃燒過程,火焰穩定性。 噴管: 氣體加速膨脹産生推力,超音速噴管(拉瓦爾噴管)設計。 螺鏇槳與風扇: 翼型葉片産生推力,氣流的進齣流場分析。 2.4 飛行控製與穩定性 靜穩定性和動穩定性: 飛行器在外力擾動後恢復或偏離原平衡狀態的能力,與氣動力和力矩隨姿態角變化的規律有關。 氣動舵麵效率: 控製麵偏轉引起的力矩變化,影響飛行器的響應速度和操控性。 第三章 空氣熱力學基礎 本章將介紹與空氣相關的熱力學基本概念和定律,這些概念是理解高空飛行、發動機工作原理以及熱管理係統的關鍵。 3.1 熱力學基本概念 狀態變量: 壓力 (p)、溫度 (T)、密度 (ρ)、內能 (u)、焓 (h)、熵 (s)、比容 (v) 等,用於描述係統的狀態。 過程: 狀態變量發生變化的過程,如等溫、等壓、絕熱、等熵過程。 功 (W) 與熱量 (Q): 係統與外界交換能量的兩種形式。 理想氣體模型: 假定分子間作用力可忽略,分子本身體積可忽略的氣體模型。 理想氣體狀態方程 (PV = nRT 或 pV = mRspecificT): 描述理想氣體三個宏觀狀態變量之間的關係。 內能與焓的錶達式: 對於理想氣體,內能和焓僅是溫度的函數。 熱力學第一定律 (能量守恒): $Delta U = Q - W$ 或 $Delta H = Q - W_p$(對於恒壓過程)。 3.2 空氣的熱力學性質 空氣的組分: 主要成分(氮氣、氧氣)及其比例。 乾燥空氣與濕空氣: 區分這兩種狀態,水蒸氣在空氣中的存在對空氣性質的影響。 氣體常數: 空氣的比氣體常數 ($R_{air}$)。 比熱容: 定容比熱容 ($c_v$): 在體積恒定時,單位質量物質溫度升高1 K所需的熱量。 定壓比熱容 ($c_p$): 在壓力恒定時,單位質量物質溫度升高1 K所需的熱量。 關係: $c_p - c_v = R_{specific}$ (對於理想氣體)。 比熱容比 (γ = $c_p$/$c_v$): 對於空氣,通常取1.4。 3.3 熱力學過程與循環 等溫過程: 溫度不變,$Q = W$。 絕熱過程: 無熱量交換,$Q=0$,$Delta U = -W$。 等壓過程: 壓力不變,$Q = Delta H$。 等熵過程: 熵不變,可逆絕熱過程,$pV^γ$ = 常數。 熱力學循環: 描述發動機工作原理的基礎,如卡諾循環、布雷頓循環。 第四章 空氣熱力學在航空航天中的應用 本章將深入探討空氣熱力學的原理如何具體應用於航空航天係統的設計和分析。 4.1 大氣層特性與高空飛行 標準大氣模型: 描述不同高度下的溫度、壓力、密度等參數,如國際標準大氣 (ISA)。 溫度、壓力隨高度的變化: 對飛行器性能的影響,如升力、發動機效率。 高空環境對材料和設備的影響: 低溫、低壓、紫外綫輻射等。 4.2 航空發動機的熱力學分析 布雷頓循環: 理想渦輪噴氣發動機的簡化模型,包括進氣、壓縮、燃燒、膨脹(做功)和排氣。 各環節的熱力學分析: 壓縮機、燃燒室、渦輪、噴管的理想化過程。 實際循環的考慮: 效率損失、不可逆過程、壓升與溫升。 燃氣輪機性能參數: 推力、耗油率、熱效率、功質比。 熱管理係統: 航空器中各種設備(電子設備、座艙、發動機)的散熱問題,熱交換器的設計與應用。 4.3 飛行器的熱防護 高速飛行産生的氣動加熱: 尤其是在高超聲速飛行時,空氣與飛行器錶麵的劇烈摩擦和壓縮導緻溫度急劇升高。 材料選擇: 耐高溫材料(如陶瓷基復閤材料、高溫閤金)在高溫區域的應用。 隔熱與散熱技術: 采用隔熱瓦、熱障塗層、冷卻係統等保護飛行器結構。 4.4 航天器返迴地球時的熱問題 再入大氣層: 航天器以極高速度進入稠密大氣層,産生劇烈的氣動加熱。 燒蝕材料: 一些返迴艙采用燒蝕材料,通過材料的蒸發、汽化來吸收和耗散巨大的熱量,保護內部結構。 再入軌跡優化: 通過控製飛行軌跡來降低峰值溫度和熱流密度,延長熱防護材料的使用壽命。 結論 流體動力學與空氣熱力學是航空航天科技的基石,是理解和解決飛行器設計、性能分析、係統集成等一係列復雜問題的關鍵。本書力求從基本原理齣發,深入淺齣地闡述這兩門學科的核心內容,並重點關注其在實際航空航天工程中的廣泛應用。通過對本書的學習,讀者將能更好地掌握飛行器的氣動特性、推進係統的原理、以及在極端環境下工作的熱力學挑戰,為未來的航空航天科技發展打下堅實的基礎。

用戶評價

評分

讀到《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》這本書名,我的腦海裏立刻勾勒齣瞭一幅幅壯麗的畫麵:高聳入雲的飛行器,噴射著火焰的火箭,以及在太空中的靜謐探索。我一直認為,航空航天領域是人類科技的巔峰體現,而流體動力學和空氣熱力學,無疑是支撐起這一宏偉工程的兩大基石。我對此深感好奇,它們是如何精確地描繪齣空氣的運動軌跡,又是如何理解並利用熱量的傳遞和轉化,從而實現飛行的夢想。這本書的齣現,填補瞭我在這方麵的知識空白,也讓我有機會去深入瞭解那些推動人類不斷嚮更高、更遠天空邁進的科學力量。我渴望從書中找到答案,瞭解那些關於空氣動力學的方程,以及那些關於能量守恒的定律,是如何在實際的航空航天器設計中得到應用的。我希望這本書能夠以一種清晰、循序漸進的方式,嚮我展示這些科學原理的魅力,讓我能夠更好地理解我們頭頂的天空,以及那些翱翔其中的交通工具。這本書,在我看來,是一扇通往航空航天奧秘的大門,我迫不及待地想推開它,去探索其中的精彩。

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這本書的齣現,簡直就像一股清流,注入瞭我對科學探索的熱情之中。我一直覺得,我們能夠飛上藍天,甚至抵達遙遠的星球,是人類智慧的結晶,更是無數科學傢和工程師們不懈努力的成果。這本書的標題本身就暗示著,它將帶領我們深入瞭解航空航天領域最基礎也是最重要的兩個學科——流體動力學和空氣熱力學。這兩個詞聽起來就充滿瞭力量和挑戰,仿佛蘊含著控製風和火焰的秘密。我一直對物理學中的那些基本定律著迷,而流體動力學和空氣熱力學正是將這些定律應用到實際工程中的典範。想象一下,能夠理解氣流如何圍繞機翼産生升力,或者如何控製發動機的燃燒過程來産生巨大的推力,這本身就是一件多麼令人興奮的事情。這本書的齣版,無疑為我們這些對航空航天充滿嚮往的讀者提供瞭一個絕佳的學習平颱。我期待它能用嚴謹的學術態度,結閤生動的實例,將這些復雜深奧的理論知識,以一種容易被大眾接受的方式呈現齣來。我想要知道,是什麼樣的數學模型和物理原理,能夠讓一架巨大的飛機平穩地在空中滑翔,又是什麼樣的能量轉化,能夠讓火箭掙脫地心引力,衝嚮宇宙。這本書,在我看來,不僅僅是一本書,更是一份關於人類徵服天空的宏偉藍圖的注解。

評分

當我在書架上看到《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》時,我的目光立刻被吸引住瞭。這個標題不僅僅是一個簡單的書名,它更像是一種承諾,一種引領讀者深入探索航空航天核心科技的承諾。我一直以來都對飛機和火箭的飛行原理充滿濃厚的興趣,總覺得那是一種將科學理論轉化為實際應用,挑戰自然規律的偉大壯舉。流體動力學聽起來就像是控製空氣的藝術,而空氣熱力學則像是駕馭火焰的智慧。我迫不及待地想知道,這本書將如何解析這些復雜的物理現象,如何用清晰的語言闡述那些讓飛機能夠翱翔於藍天,讓火箭能夠衝破引力的科學原理。我希望能在這本書中,找到那些關於空氣動力學方程的奧秘,理解那些關於熱力學循環的精妙之處。我深信,這本書不僅僅會滿足我作為一名普通讀者的好奇心,更能讓我對航空航天領域産生更深刻的理解和敬意。它代錶著人類對未知世界的探索精神,也象徵著科學進步的力量。

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終於入手瞭《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》,這本書名本身就散發著一種硬核科技的光芒,讓我對內容充滿瞭好奇。我一直認為,飛機和火箭的飛翔,是人類智慧的結晶,更是科學原理的完美體現。流體動力學,聽起來就像是駕馭空氣的藝術,而空氣熱力學,則像是掌握能量轉換的奧秘。我一直對這些背後的科學原理充滿著濃厚的興趣,渴望能夠深入瞭解,究竟是什麼樣的力量,讓龐大的飛機能夠穩穩地翱翔於天際,又是什麼樣的能量,能夠驅動火箭衝破大氣層,奔嚮遙遠的星辰。我希望這本書能夠以一種嚴謹而不失趣味的方式,為我揭示這些奧秘。我想要理解,那些關於空氣動力學的方程,是如何在實際的飛機設計中發揮作用,我又想知道,熱力學循環是如何在發動機中被巧妙地應用,以産生高效的動力。這本書,對我而言,不僅僅是一本知識讀物,更是一份對人類探索精神的緻敬,是對科技進步力量的頌揚。

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拿起《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》這本書,我的內心充滿瞭期待。我一直夢想著有一天,能夠像鳥兒一樣自由飛翔,或者像宇航員一樣,探索浩瀚的宇宙。而這本書的名字,就直接觸及瞭我內心深處對航空航天最原始的嚮往。流體動力學和空氣熱力學,這兩個詞語聽起來就充滿瞭科學的嚴謹和工程的智慧。我迫不及待地想知道,這本書會如何解釋,空氣是如何産生升力,又是如何圍繞著飛機的機翼流動。我也想瞭解,發動機中的火焰是如何被控製,從而産生巨大的能量,推動著飛機前進。我希望這本書能夠以一種通俗易懂的方式,將這些復雜的科學原理展現齣來,讓我能夠真正理解,人類是如何剋服重力,在天空中描繪齣屬於自己的軌跡。這本書,在我看來,不僅僅是一本技術指南,更是一部關於人類探索精神的贊歌。它讓我看到瞭科學的力量,也讓我對未來充滿無限的憧憬。

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這本書的名字,就像一個響亮的號角,召喚著所有對天空充滿渴望的人們。我一直覺得,人類能夠剋服重力,在空中自由翱翔,是一項多麼偉大的成就。而這一切的背後,都離不開流體動力學和空氣熱力學這兩門學科的支撐。我一直對它們是如何運作的充滿好奇,它們是如何讓一架巨大的飛機變得輕盈,又是如何讓發動機産生源源不斷的動力。這本書的齣現,仿佛為我打開瞭一扇通往航空航天世界的大門。我期待著能夠在這本書中,找到對這些問題的解答。我想瞭解,那些關於空氣流動的方程,是如何被用來設計齣最優化的機翼形狀,從而産生最大的升力。我也想知道,那些關於熱量傳遞和能量轉化的知識,是如何被應用於發動機的設計,從而實現高效的動力輸齣。這本書,不僅僅是一本技術手冊,更是一部關於人類智慧和勇氣的史詩。它講述瞭人類如何通過科學的力量,徵服天空,邁嚮宇宙的壯麗故事。我迫不及待地想翻開它,去感受那份激動人心的科學魅力。

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拿到《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》這本書,我的心情久久不能平靜。我一直深信,航空航天科技是人類文明的瑰寶,而流體動力學和空氣熱力學,無疑是其中最為核心和基礎的學科。我總是對那些能夠剋服重力、飛嚮天空的奇跡充滿好奇,也渴望能夠深入瞭解其背後的科學原理。這本書的齣現,仿佛是一把金鑰匙,將為我打開探索航空航天奧秘的大門。我迫切地想要知道,流體動力學是如何描繪空氣的運動,又是如何影響飛機的飛行姿態;我也想探究,空氣熱力學在發動機設計中扮演著怎樣的角色,又是如何實現能量的高效轉化。我期待著,這本書能夠以嚴謹的科學態度,結閤生動形象的案例,讓我領略到航空航天科技的博大精深。對我而言,這不僅是一次閱讀體驗,更是一場與科學的對話,一次對人類智慧和探索精神的緻敬。

評分

我一直覺得,人類對天空的探索,是一部波瀾壯闊的史詩。而《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》這本書,無疑是這部史詩中至關重要的篇章。我一直對飛機和火箭如何能夠剋服巨大的阻力和重力,在空中自由翱翔,感到無比的驚嘆。流體動力學,聽起來就充滿瞭對空氣運動的精確描述,而空氣熱力學,則似乎揭示瞭能量轉換和控製的秘密。我迫不及待地想在這本書中,找到這些問題的答案。我希望能夠理解,那些看似復雜的數學公式,是如何被用來設計齣高性能的航空器。我也希望能夠瞭解,熱力學原理是如何被應用於發動機,從而産生強大的推力,將人類送往更遠的地方。這本書,對我而言,不僅僅是一本技術書籍,它更像是連接現實與夢想的橋梁。它讓我看到瞭科學的無限可能,也讓我對人類的創造力充滿瞭敬意。我期待著,通過閱讀這本書,能夠更深入地認識航空航天領域,也為自己打開一扇瞭解這個充滿魅力的世界的大門。

評分

當看到《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》這個書名時,我的內心瞬間就被點燃瞭。我一直對天空和宇宙充滿瞭無限的嚮往,而這本書恰好觸及瞭我最感興趣的領域。流體動力學,聽起來就像是控製空氣的魔法,而空氣熱力學,則像是駕馭火焰的藝術。我迫不及待地想知道,這本書將如何揭示飛機和火箭飛行的秘密。我一直很好奇,是什麼樣的物理原理,能夠讓一架沉重的飛機在空中保持平衡,又是什麼樣的能量轉換,能夠讓火箭擁有如此強大的推力。我期待著,這本書能夠用清晰易懂的語言,為我講解這些復雜的科學概念,讓我能夠更好地理解我們頭頂的天空,以及那些在天空中創造奇跡的科技。這本書,對我來說,不僅是一次知識的獲取,更是一次精神的洗禮,讓我更加敬畏科學的力量,也更加憧憬人類未來的探索之旅。

評分

終於拿到這本《航空航天科技齣版工程:1:流體動力學與空氣熱力學》瞭,說實話,拿到手的那一刻,心髒都有點砰砰跳。這本書的名字本身就透著一股子硬核的科幻感,讓人忍不住想窺探其中蘊含的奧秘。我一直對天空和宇宙充滿好奇,從小就夢想著能像鳥兒一樣自由翱翔,或者像火箭一樣衝破大氣層,去探索未知的星辰大海。所以,當我知道有這樣一本專注於航空航天領域核心技術的書籍時,我的內心是無比期待的。這本書的厚度就足以說明它的內容之豐富,封麵設計也相當大氣,沉甸甸的質感讓人覺得物超所值。我迫不及待地想要翻開它,去感受那些曾經隻在電影裏纔能看到的場景,去理解那些推動人類探索天空的強大力量。雖然我並非科班齣身,但憑藉著對這個領域的熱愛,我堅信這本書能為我打開一扇新的大門,讓我更深入地瞭解航空航天背後的科學原理,或許還能從中找到一些解答我內心疑惑的綫索。我尤其好奇,書中會如何講解那些讓飛機平穩飛行的神奇力量,以及如何讓航天器在極端環境下依然能夠正常運作。這些問題一直縈繞在我腦海裏,希望這本書能夠提供清晰、易懂的解釋,讓我能夠真正理解其中的精髓。

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