高超声速和高温气体动力学(第2版)(精)/AIAA航空航天技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨永李栋... 编

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• 高超声速气动学
• 高温气体动力学
• 航空航天工程
• 空气动力学
• 传热学
• 燃烧学
• 流体力学
• AIAA
• 第二版
• 气体动力学

店铺： 土星图书专营店

出版社： 航空工业

ISBN：9787516501429

商品编码：27046776398

开本：16

出版时间：2013-09-01

基本信息

• 商品名称：高超声速和高温气体动力学(第2版)(精)/AIAA航空航天技术丛书
• 作者：(美)小约翰·D.安德森|译者:杨永//李栋
• 定价：200
• 出版社：航空工业
• ISBN号：9787516501429

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2013-09-01
• 印刷时间：2013-09-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：精装
• 页数：682
• 字数：895千字

编辑推荐语

《高超声速和高温气体动力学(第2版)(精)》由小约翰·D.安德森著，本书较系统地阐述了高超声速和高温气体动力学的基本知识，全书分为3部分，共计18章，并含有8个设计实例，分别介绍了无黏高超声速流动、高超声速黏性流动以及高温气体动力学的基本知识，全书内容详尽，语言生动，并紧跟时代前沿，对不同层次的读者均有一定的参考价值。本书可供工程院校相关专业高年级本科生和研究生，以及专业技术人员参考使用。

内容提要

《高超声速和高温气体动力学(第2版)(精)》由 小约翰·D.安德森著，本书较系统地阐述了高超声速 和高温气体动力学的基本知识，全书分为3部分，共 计18章，并含有8个设计实例，分别介绍了无黏高超 声速流动、高超声速黏性流动以及高温气体动力学的 基本知识，全书内容详尽，语言生动，并紧跟时代前 沿，对不同层次的读者均有一定的参考价值。《高超 声速和高温气体动力学(第2版)(精)》可供工程院校 相关专业高年级本科生和研究生，以及专业技术人员 参考使用。
    

目录

第1章 一些基础思想
**部分 无黏高超声速流动
第2章 高超声速激波一膨胀波关系式
第3章 当地表面斜度法
第4章 高超声速无黏流场：近似方法
第5章 高超声速无黏流场：**方法
第2部分 高超声速黏性流动
第6章 黏性流动：基本概念，边界层解及气动加热
第7章 高超声速黏性干扰
第8章 高超声速黏性流动中的计算流体力学方法
第3部分 高温气体动力学
第9章 高温气体动力学：导论
**0章 化学反应气体的若干热力学问题(经典物理化学)
**1章 统计热力学基础
**2章 分子运动论基础
**3章 化学与振动的非平衡
**4章 无黏高温平衡流动
**5章 无黏高温非平衡流动
**6章 动力学理论重新审视：高温气体中的输运特性
**7章 高温黏性流动
**8章 辐射气体动力学简介
后记
参考文献

《高超声速与高温气体动力学（第二版）》内容详尽简介 本书作为AIAA航空航天技术丛书的重要组成部分，深入探讨了高超声速飞行和高温气体动力学这一极具挑战性且至关重要的航空航天领域。本书第二版在原有扎实内容的基础上，进行了全面的更新与拓展，旨在为读者提供最前沿、最系统、最深入的理论知识与工程应用指导。本书不仅适用于从事高超声速飞行器设计、研究和开发的工程师、科学家，也是相关领域研究生和高年级本科生的理想教材。 第一部分：高超声速流动的基本概念与理论 本部分奠定了理解高超声速现象的基础。首先，详细阐述了高超声速流动的定义及其与亚声速、超声速流动的关键区别，重点在于马赫数（Mach number）的尺度以及由此带来的显著物理特性变化。书中深入分析了激波（shock waves）的形成、传播以及其对流场的影响，特别关注了斜激波（oblique shocks）和连续激波（Mach reflections）等复杂激波结构。 能量方程（energy equation）在高超声速流动中的重要性被充分强调，因为在此速度 regime 下，气体粘性、热传导以及化学反应等非理想气体效应变得尤为显著。本书系统介绍了描述这些效应的守恒定律，包括质量守恒、动量守恒和能量守恒，并探讨了如何将这些基本方程应用于解决实际高超声速流动问题。 黏性流动（viscous flow）在高超声速条件下扮演着至关重要的角色。本书详细讲解了边界层（boundary layers）的形成、发展以及其对飞行器表面热负荷和阻力的影响。其中，特别关注了湍流边界层（turbulent boundary layers）在高超声速飞行器设计中的关键作用，以及如何通过数值模拟和实验测量来准确预测其行为。 第二部分：高温气体效应与化学动力学 随着飞行速度的急剧增加，气体温度急剧升高，导致气体分子和原子发生电离、离解等化学反应，形成等离子体（plasma）。本部分系统性地介绍了高温气体效应，包括气体在高温下的热力学性质变化，如比热容（specific heat capacities）随温度的变化，以及由此产生的能量储存效应。 化学反应动力学（chemical kinetics）是理解高温气体的重要组成部分。本书深入剖析了在高超声速流动中发生的各种化学反应，如空气的离解（dissociation）和电离（ionization）。详细介绍了化学反应的速率方程（rate equations）、激活能（activation energy）以及反应机理（reaction mechanisms），并探讨了这些化学反应如何影响气体的宏观性质，如密度、压力和温度，以及它们对激波结构和边界层特性的影响。 平衡态与非平衡态流动（equilibrium and non-equilibrium flows）的区分与分析是本书的重点。在某些极端的高超声速条件下，化学反应可能无法达到热力学平衡状态，导致出现非平衡流动现象。本书详细讲解了如何建立和求解描述非平衡流动的模型，以及这些非平衡效应在高超声速飞行器气动加热和性能分析中的重要性。 第三部分：高超声速流动的数值方法与模拟 精确预测高超声速流动行为离不开先进的数值方法。本书对用于高超声速流动的计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）方法进行了详尽的介绍。详细阐述了有限体积法（finite volume method）、有限差分法（finite difference method）和有限元法（finite element method）等主流数值离散技术在高超声速流动模拟中的应用。 特别地，本书深入探讨了处理强间断（strong discontinuities），如激波和膨胀波（expansion waves），所需的数值方法。详细介绍了激波捕捉格式（shock-capturing schemes）的原理，包括黎曼求解器（Riemann solvers）、通量分割（flux splitting）等技术，以及它们如何保证数值解的稳定性和精度。 对于涉及化学反应的高超声速流动，本书介绍了相应的耦合数值方法。这包括如何求解气动方程与化学反应速率方程的耦合问题，以及如何处理气动和化学过程之间的相互影响。书中还讨论了网格自适应技术（adaptive mesh refinement）和并行计算（parallel computing）在高超声速CFD模拟中的重要性，以及如何提高计算效率和求解精度。 第四部分：高超声速飞行器设计中的热力学与气动加热 本书将理论知识与实际工程应用紧密结合，重点关注高超声速飞行器设计中的关键挑战——热力学与气动加热。详细分析了飞行器表面承受的高温热流（heat flux）的来源，包括对流加热（convective heating）和辐射加热（radiative heating）。 本书深入探讨了各种气动加热预测模型，从简化的经验模型到复杂的数值模拟方法。重点介绍了如何利用CFD技术来预测飞行器表面的温度分布和热负荷，并提供了设计指南，以帮助工程师选择合适的材料和热防护系统（thermal protection systems, TPS）。 书中还讨论了高超声速飞行器中的流动分离（flow separation）现象及其对气动加热的影响。流动分离在高超声速条件下往往伴随着剧烈的激波-边界层相互作用，可能导致局部热负荷急剧升高，对飞行器的结构完整性构成严重威胁。本书提供了分析和控制流动分离的方法。 第五部分：高超声速流动实验技术与验证 虽然数值模拟在高超声速研究中发挥着越来越重要的作用，但实验测量仍然是验证理论和模型、理解复杂物理现象不可或缺的手段。本书详细介绍了高超声速流动实验的关键技术。 其中，风洞（wind tunnels）作为最主要的实验设备，其种类、设计原则以及在高超声速研究中的应用得到了深入介绍。本书详细阐述了如何模拟高超声速飞行条件，包括如何产生高马赫数气流、如何控制温度和压力，以及如何模拟高空低压环境。 本书还介绍了各种先进的实验测量技术，如粒子图像测速（Particle Image Velocimetry, PIV）、激光诱导荧光（Laser-Induced Fluorescence, LIF）、热电偶（thermocouples）和压力传感器（pressure sensors）等，以及它们在高超声速流场诊断中的应用。 第六部分：高超声速技术前沿与未来展望 本书的最后一部分聚焦于高超声速技术的前沿发展和未来趋势。对当前最热门的研究方向进行了深入探讨，例如： 吸气式高超声速飞行器（Air-breathing hypersonic vehicles）：包括冲压发动机（scramjet）的工作原理、设计挑战以及与传统火箭发动机的区别。 再入式高超声速飞行器（Re-entry hypersonic vehicles）：重点关注其在大气层再入过程中的气动热问题、控制难题以及未来应用前景。 先进材料与热防护技术：介绍了陶瓷基复合材料（ceramic matrix composites, CMCs）、碳-碳复合材料（carbon-carbon composites）等在高温环境下的应用，以及新兴的热防护策略。 高超声速人工智能与机器学习的应用：探讨了如何利用人工智能和机器学习技术来加速高超声速流动模拟、优化设计以及进行故障诊断。 本书的每一章节都力求严谨、清晰，并配以大量的图表、公式和实例，以帮助读者更好地理解抽象的概念。第二版新增的章节和更新的内容，反映了该领域最新的研究进展和技术突破。通过学习本书，读者将能够全面掌握高超声速与高温气体动力学这一复杂而迷人的学科，为推动航空航天事业的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书最大的期待，在于它能否用一种相对易于理解的方式，阐释高超声速流动与常规超声速流动的本质区别。我模糊地知道，当飞行速度达到一定级别时，空气会发生剧烈的化学反应，产生高温等离子体，这与低速流动的情况完全不同。我希望书中能够详细解释这些化学反应的机理，比如离解、电离过程是如何发生的，以及它们对流场特性造成的影响。我特别期待能看到关于这些高温效应如何影响空气动力学性能，例如阻力、升力以及热流的计算方法。如果书中能够提供一些直观的图示，或者用类比的方式来解释这些复杂的物理概念，那将对我这样的非专业读者来说是莫大的帮助，让我能更深刻地领会其中的奥妙。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对未来航空器设计充满好奇心的读者，我非常关注《高超声速和高温气体动力学》在实际应用方面的阐述。书中是否会探讨高超声速飞行器，例如高超声速巡航导弹、高超声速客机等的设计挑战？我会认真研读其中关于气动热防护系统的章节，了解目前有哪些先进的材料和技术可以应对极端的温度环境。同时，我也希望书中能介绍一些高超声速风洞等实验设备，以及它们在研究高超声速流动现象中的作用。如果能看到一些实际工程案例的分析，比如某个成功或失败的高超声速飞行器项目的经验教训，那将是我学习的宝贵财富，也能让我对理论知识的应用前景有更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“AIAA航空航天技术丛书”的身份，让我对其专业性和权威性充满了信心。AIAA（美国航空航天学会）在航空航天领域享有极高的声誉，其出版物通常代表着最前沿的研究成果和最高的技术水平。我期待书中能够涵盖高超声速流动研究的最新理论进展，包括但不限于新的流动模型、能量方程、组分守恒方程等。同时，我也想了解在高温气体动力学方面，是否有新的热力学模型或动力学模型被提出，以更精确地描述气体在极端温度下的行为。我对书中可能会介绍的关于湍流模型在高超声速流动中的适用性也充满了好奇，因为湍流的模拟一直是一个巨大的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我对于书中是否会涉及高超声速再入大气层过程中面临的特殊问题感到好奇。当飞行器从太空高速进入地球大气层时，会经历一个极高的速度和温度变化过程，这正是高超声速和高温气体动力学研究的重要应用场景。我希望书中能详细介绍再入过程中的热载荷计算、气动减速机理以及再入轨迹优化等问题。特别是关于再入过程中等离子体鞘套的形成及其对无线电通信的影响，如果书中能有所提及，那将极大地拓宽我的视野，让我对这一领域有更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一本技术丛书，我期望《高超声速和高温气体动力学》（第2版）能够成为一本值得反复阅读的参考书。我希望书中能够提供清晰的术语定义，规范的符号表示，以及严谨的推导过程。我特别关注书中是否包含详细的参考文献列表，以便我能进一步深入研究相关的学术论文和研究报告。如果书中还能提供一些便于查阅的附录，例如物性参数表、常用公式集等，那将极大地提升其作为工具书的实用价值。我希望这本书能够帮助我建立起一个系统性的知识框架，让我能够自信地应对未来在这一领域可能遇到的挑战。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开《高超声速和高温气体动力学》（第2版），我怀揣着一份既期待又略带忐忑的心情。作为一名对航空航天领域有着浓厚兴趣，但又非专业人士的爱好者，我深知这个主题的深度和广度。我期望这本书能像一位经验丰富的向导，带领我穿梭于高超声速流动的奇妙世界，解读那些高温气体背后的复杂物理现象。这本书的装帧精美，纸质优良，给我一种厚重而严谨的感觉，仿佛预示着即将展开的知识盛宴。我尤其关注的是“第2版”的标识，这意味着它应该包含了最新的研究进展和技术突破，对于希望了解当前前沿动态的我来说，这一点至关重要。

评分☆☆☆☆☆

作为一名曾经学习过流体力学基础知识的读者，我对书中是否会深入讲解高超声速边界层的行为表现出极大的兴趣。我了解到，在高超声速流动中，边界层可能发生热解、分离，甚至与激波发生相互作用，形成复杂的流动结构。我希望书中能详细介绍这些现象的物理机制，以及它们对飞行器气动性能和热载荷的影响。我期待看到关于热边界层、化学边界层和电离边界层等概念的清晰阐述，以及相关的数学模型和求解方法。如果书中能提供一些关于边界层转捩在高超声速流动中的研究进展，那将是非常有价值的。

评分☆☆☆☆☆

我对书中对数值模拟方法的介绍非常感兴趣。我知道，在高超声速和高温气体动力学领域，很多现象是难以通过纯粹的理论推导来解决的，数值计算扮演着至关重要的角色。我希望书中能够深入探讨各种数值格式，比如有限体积法、有限差分法等在高超声速流动模拟中的应用，以及如何处理激波、膨胀波等复杂边界。同时，对于高温气体动力学，我尤其关心如何处理化学反应的耦合，以及如何建立合适的化学模型。如果书中能提供一些关于这些数值方法的具体算法，甚至是一些简单的伪代码示例，那将极大地提升我的理解程度，让我能够尝试进行一些简单的模拟计算。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于高超声速流动控制技术的论述抱有很大的期望。在设计高超声速飞行器时，如何有效地控制飞行器的姿态、稳定性和机动性是一个核心问题。我希望书中能介绍一些主动和被动的流动控制方法，比如通过改变气动外形、使用喷流、等离子体激励器等来影响高超声速流动的特性。特别是对于高温气体动力学，我希望了解如何利用电磁场、化学添加剂等手段来改变气体的导电性或反应性，从而达到控制流动的目的。如果书中能包含一些相关的实验数据或数值模拟结果来验证这些控制技术的有效性，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“精”字，预示着它不仅仅是一本技术手册，更可能包含一些深入的理论探讨和精辟的见解。我希望书中能够对高超声速和高温气体动力学的一些基本原理进行深刻的剖析，比如熵增原理在高超声速流动中的体现，或者能量守恒定律在高温化学反应过程中的复杂应用。我期待看到作者如何将抽象的数学模型与实际的物理现象联系起来，提供一些发人深省的思考。如果书中能够引用一些经典的研究文献，并对其进行恰当的解读，那将有助于我建立更扎实的理论基础，并理解学科的发展脉络。