本书是为我国航空航天工程大类专业“空气动力学”课程编撰的教材，分为空气动力学基础和应用空气动力学两大部分，重点阐述空气动力学的基本原理与方法，以及飞行器在低速、亚声速、跨声速、超声速绕流下空气动力特性，全书共分14章。其中，空气动力学基础7章，包括流体运动学和动力学原理、理想流体运动微分方程组（欧拉方程组）及旋涡运动、理想不可压缩流体平面势流理论和奇点叠加原理、黏性流体运动微分方程组（纳维斯托克斯方程组）及其特性、边界层理论及其分离、可压缩空气动力学基础；应用空气动力学共7章，包括低速翼型绕流现象和薄翼理论、低速机翼绕流和升力线理论、翼身组合体低速绕流现象和干扰机制、亚声速薄翼型和机翼绕流气动特性、超声速翼型和机翼绕流气动特性、跨声速薄翼型和机翼绕流气动特性、大型飞机高升力装置气动特性。
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丛书序
本书序
前言
第一部分 空气动力学基础
第1章 绪论 003
1.1 空气动力学研究任务 003
1.2 空气动力学发展史 005
1.3 空气动力学在飞行器研制中的先导性作用 017
1.4 空气动力学研究方法与分类 021
1.5 量纲与单位 021
习题 022
第2章 流体的基本属性与流体静力学 024
2.1 流体的基本属性 024
2.2 作用在流体微团上力的分类 033
2.3 静止流体内任一点压强的各向同性特征 034
2.4 欧拉平衡微分方程组 035
2.5 重力场静止液体中的压强分布规律 038
2.6 相对静止液体的平衡规律 041
2.7 标准大气 042
习题 045
第3章 流体运动学与动力学基础 049
3.1 描述流体运动的方法 049
3.2 流场的基本概念 055
3.3 流体微团运动分解 059
3.4 速度场的散度和旋度 065
3.5 连续性微分方程 068
3.6 理想流体运动微分方程组(欧拉方程组) 071
3.7 伯努利方程及其物理意义 074
3.8 流体运动的积分方程 083
3.9 旋涡运动及其特性 092
3.10 理想流体拉格朗日型运动微分方程组 101
3.11 欧拉积分方程的典型算例 103
习题 115
第4章 理想不可压缩流体平面势流 120
4.1 理想不可压缩流体平面势流的基本方程组 120
4.2 典型奇点诱导的势流 127
4.3 一些简单物体绕流的奇点叠加流场 132
4.4 二维对称物体定常绕流的数值解法 145
习题 146
第5章 黏性流体动力学基础 149
5.1 流体的黏性及其对流动的影响 149
5.2 流体微团的变形率矩阵 152
5.3 黏性流体微团的应力状态 154
5.4 广义牛顿内摩擦定律(本构关系) 156
5.5 黏性流体运动微分方程组——Navier-Stokes方程组 159
5.6 Navier-Stokes方程组的精确解 164
5.7 黏性流体运动的基本性质 177
5.8 层流、湍流及其能量损失 182
5.9 湍涡黏性与混合长理论 191
5.10 相似原理与无量纲微分方程组 193
习题 198
第6章 边界层理论及其近似 201
6.1 边界层近似及其特征 201
6.2 平面不可压缩流体层流边界层方程 208
6.3 平板层流边界层的相似解 214
6.4 边界层动量积分方程 220
6.5 平板层流边界层动量积分方程的解 223
6.6 平板湍流边界层动量积分方程的解 226
6.7 边界层分离现象 230
6.8 二维定常黏性流体分离流动及其特性 235
6.9 三维定常黏性流体分离流动简介 246
6.10 绕流物体阻力 251
6.11 飞机阻力及其减阻技术 254
习题 264
第7章 可压缩空气动力学基础 268
7.1 热力学的气体系统与热力学第一定律 268
7.2 热力学过程 271
7.3 热力学第二定律与熵 274
7.4 气体微团运动的能量方程 276
7.5 声波速度和马赫数 283
7.6 一维可压缩定常流动理论 287
7.7 微小扰动的传播区、马赫锥、马赫波 294
7.8 膨胀波与超声速壁面外折角绕流 296
7.9 压缩波与激波 303
7.10 可压缩流动边界层近似 320
7.11 激波与边界层干扰特性 323
7.12 可压缩一维摩擦管道流动 328
7.13 收缩喷管、拉瓦尔喷管、超声速风洞的工作性能 331
习题 335
第二部分 应用空气动力学
第8章 低速翼型绕流与气动特性 341
8.1 翼型的几何参数及其发展 341
8.2 翼型的空气动力与空气动力系数 349
8.3 低速翼型绕流及其气动特性 356
8.4 库塔-茹科夫斯基后缘条件及环量的确定 365
8.5 翼型绕流升力产生的机制 369
8.6 翼型绕流物面近区边界层的发展与环量值的确定 371
8.7 定常不可压缩绕翼型势流的一般解法 377
8.8 薄翼型理论 382
8.9 厚翼型理论 395
8.10 实用低速翼型的气动特性 397
习题 399
第9章 低速机翼绕流气动特性 403
9.1 机翼的几何特性与参数 403
9.2 机翼的空气动力系数、平均气动弦长和焦点 407
9.3 大展弦比直机翼低速绕流特性 410
9.4 低速机翼绕流涡系模型 415
9.5 普朗特的升力线理论 417
9.6 大展弦比直机翼的失速特性 431
9.7 后掠翼的低速气动特性 434
9.8 机翼升力面理论 439
9.9 小展弦比机翼的低速气动特性 444
9.10 机翼低速气动特性的工程算法 449
9.11 控制舵面气动特性 452
习题 455
第10章 低速机身与翼身组合体气动特性 458
10.1 低速机身气动特性概述 458
10.2 细长旋成体理论与应用 460
10.3 翼身组合体气动特性工程估算方法 465
10.4 流体数值计算机翼绕流 466
习题 468
第11章 亚声速薄翼型和机翼绕流的气动特性 469
11.1 亚声速可压缩翼型绕流现象 469
11.2 理想定常可压流动速度势函数方程 470
11.3 小扰动线化理论 473
11.4 二维波纹壁面亚声速绕流线化理论解 478
11.5 二维亚声速流动普朗特-格劳特压缩性修正 480
11.6 卡门-钱学森压缩性修正 484
11.7 赖特压缩性修正方法 493
11.8 亚声速薄机翼绕流气动特性 495
11.9 来流马赫数对机翼气动特性的影响 501
习题 502
第12章 超声速薄翼型与机翼绕流气动特性 505
12.1 超声速薄翼型绕流现象 505
12.2 超声速线化理论 507
12.3 超声速薄翼型绕流线化理论与载荷系数 511
12.4 超声速薄翼型绕流气动力特性 517
12.5 无限翼展斜置翼超声速绕流气动特性 525
12.6 超声速薄机翼绕流的基本概念 528
12.7 有限翼展机翼超声速绕流特性 531
12.8 矩形平板机翼超声速绕流气动特性 533
12.9 超声速流特征线理论 536
习题 540
第13章 跨声速薄翼型与机翼绕流气动特性 542
13.1 跨声速翼型绕流临界马赫数 542
13.2 跨声速薄翼型绕流现象 545
13.3 跨声速薄翼型绕流气动力特性及其受几何参数的影响 546
13.4 跨声速小扰动势流方程与相倚律 549
13.5 机翼几何参数对跨声速临界马赫数的影响 550
13.6 超临界翼型绕流气动特性 552
13.7 高亚声速大展弦比后掠超临界机翼 555
13.8 跨声速和超声速面积律 558
习题 561
第14章 高升力装置及其气动性能 563
14.1 高升力装置的发展 563
14.2 高升力装置的基本形式 565
14.3 高升力装置支撑机构 568
14.4 高升力装置气动原理 570
14.5 高升力装置气动噪声 575
14.6 高升力装置风洞试验与计算方法 576
14.7 后缘铰链襟翼与扰流板下偏联合控制技术 577
习题 578
参考文献 579
附录一 矢量运算与正交曲线坐标系下的控制方程组 581
附录二 大气参数表 595
京公网安备 11010102004214号