《空气动力学基础》可作为高等工业院校有关专业的专业基础教材，特别是作为飞行器设计、宇航动力、发射工程、航天运输、工程力学、安全工程以及能源动力类等专业的教材，也可供相关专业的科技人员参考。本教材对空气动力学基础作了全面介绍，全书共分7章，分别介绍了流体力学与热力学基础知识、二维位势流流动、定常一维流动、膨胀波与激波、层流与湍流边界层、气体的多维流动分析以及计算流体力学基础，涵盖了空气动力学的主要基础内容，从低速到高速、从一维到三维、从亚声速到高超声速流动的基础内容。全书特别注意讲述空气动力学的基本概念、基本方程和基本求解方法，始终贯穿了基础、实用、简练的方针，力图做到深入浅出，少而精。
王保国，教授，博士生导师，1947年生、山东省临清市人。北京市教学名师、北京理工大学流体力学学科带头人。在中国科学院学习与工作的16年间，曾两次荣获中国科学院科技进步奖；1993年荣获国家劳动人事部首届全国优秀博士后奖，成为1986至1993年问全国50名获奖人之一；在清华大学任教授与博导的10年间，曾两次荣获清华大学教学优秀奖。2003年起，以知名教授、学科带头人的方式由清华大学引进到北京理工大学任教，先后担任该校流体力学、工程热物理等3个学科的带头人。已出版《气体动力学》等4部学术专著与教材：发表学术论文190余篇，其中包括在《AJAA》、《ASME》、《IntemationalJournal for Numerical Methods in Fluids》、《应用数学和力学》、《力学学报》等国内外著名杂志上。现任宇航学院教授、博士生导师、学科带头人：中国人类工效学学会副理事长、人机工程委员会主任；全国人一机一环境委员会副秘书长等职务。
刘淑艳教授，黑龙江省哈尔滨市人。曾先后赴美国、德国和法国作高级访问学者进行流体力学研究。自1 978年至今一直担任本科生《流体力学》、《空气动力学》等课程的教学工作；1994年荣获国家科技发明奖，她为主要获奖人之一；曾多次荣获兵器工业部和国防科工委的奖励。发表学术论文80余篇，出版学术专著和教材共5部。
第1章 流体力学与热力学基础知识
1.1 空气动力学与气体动力学的发展概况
1.1.1 空气动力学研究的基本任务
1.1.2 空气动力学与气体动力学的发展
1.1.3 空气动力学与气体动力学的分类
1.1.4 空气动力学与气体动力学的研究方法
1.1.5 我国空气动力学与气体动力学的发展概况
1.2 气体的基本物理性质
1.2.1 流体的密度、压强和温度
1.2.2 气体的压缩性、黏性和传热性
1.2.3 流体的基本模型
1.2.4 标准大气
1.3 声速和马赫数
1.3.1 声速
1.3.2 马赫数
1.4 热力学中的基本定律
1.4.1 完全气体、状态方程、内能和焓
1.4.2 热力学第一定律
1.4.3 热力学第二定律
1.5 描述流体运动的两种方法
1.5.1 流场及其两种描述方法
1.5.2 迹线、流线和流管
1.6 流体微团运动的分析
1.6.1 微团运动的分析
1.6.2 散度、旋度和速度势
1.7 连续方程的微分与积分形式
1.7.1 连续方程的积分形式
1.7.2 连续方程的微分形式
1.8 动量方程的微分与积分形式
1.8.1 动量方程的积分形式
1.8.2 动量方程的微分形式
1.9 能量方程的微分与积分形式
1.9.1 能量方程的积分形式
1.9.2 能量方程的微分形式
1.9.3 一维定常流的能量方程
习题1
第2章 二维位势流流动
2.1 不可压缩流体的速度势方程
2.1.1 基本方程与边界条件
2.1.2 流动的叠加
2.2 几种简单的二维位势流
2.2.1 直匀流、点源与点涡
2.2.2 直匀流中的点源
2.2.3 等强度的点源和点汇——偶极子
2.3 库塔一儒可夫斯基升力定理
2.3.1 绕圆柱的无环量流动
2.3.2 绕圆柱的有环量流动
2.3.3 库塔一儒可夫斯基定理
习题2
第3章 定常一维流动
3.1 几种简单的一维定常流动
3.2 绝热流和等熵流
3.2.1 能量方程及其特征常数
3.2.2 无量纲速度——A数
3.2.3 沿流线的等熵关系式
3.2.4 比流量与流量
3.3 变截面一维等熵流动
3.3.1 变截面管中一维流动的基本方程
3.3.2 截面积变化对气流参数的影响
3.4 等截面一维摩擦管流
3.4.1 等截面摩擦管流的焓熵图
3.4.2 摩擦对气流参数的影响
3.4.3 摩擦管中气流参数的计算
3.4.4 摩擦壅塞
3.5 等截面一维加热管流
3.5.1 等截面换热管流的焓熵图
3.5.2 热量交换对气流参数的影响
3.5.3 换热管流的计算
3.5.4 加热壅塞现象
习题3
第4章 膨胀波与激波
4.1 弱扰动在气流中的传播
4.2 普朗特一迈耶流动
4.2.1 膨胀波的形成及其特点
4.2.2 膨胀波的计算
4.2.3 普朗特一迈耶函数
4.3 弱压缩波
4.4 膨胀波的反射与相交
4.4.1 膨胀波在直固壁上的反射
4.4.2 膨胀波的相交
4.4.3 膨胀波在自由边界上的反射
4.4.4 膨胀波与压缩波的相交
4.5 斜激波中气体参数的基本关系式
4.5.1 基本方程式
4.5.2 朗金一雨贡纽关系式
4.5.3 普朗特关系式
4.5.4 激波前后参数间的主要关系式
4.5.5 激波的强解与弱解
4.5.6 斜激波的计算
4.6 激波的相交与反射
4.6.1 激波在固体直壁上的反射
4.6.2 激波在自由边界上的反射
4.6.3 异侧激波的相交
4.6.4 同侧激波的相交
4.6.5 激波的不规则反射和相交
4.6.6 激波和膨胀波的相交
习题4
第5章 层流与湍流边界层
5.1 层流与湍流的基本概念
5.1.1 黏性流体与无黏流体
5.1.2 层流与湍流
5.1.3 边界层内沿物面法线方向的压强变化特征
5.1.4 边界层的厚度
5.2 二维层流边界层的相似解
5.2.1 边界层微分方程的推导
5.2.2 平板上边界层微分方程的相似解
5.2.3 具有相似解的曲面边界层方程
5.2.4 一般情况下边界层微分方程的数值解
5.3 二维湍流边界层的主要物理特征及壁面律
5.3.1 湍流边界层的复合层性质
5.3.2 壁面律和内层结构
5.3.3 速度亏损律
5.3.4 湍流边界层的间歇现象
5.4 边界层的动量积分方程
5.4.1 卡门动量积分关系式的推导
5.4.2 动量积分关系式在层流与湍流中的应用
5.4.3 平板层流与湍流边界层的流动特性与计算
……
第6章 气体的多维流动分析
第7章 计算流体力学基础
附表1 常见流体的密度和重度
附表2 空气和水的物理属性
附表3 标准大气的物理属性
附表4 一维等熵流气动函数表
附表5 气体动力学函数表（k=1.4时）
附表6 正激波前后气流参数表（k=1.4时）
附表7 斜激波前后气流参数表（完全气体k=1.4）
附表8 有摩擦等截面管中的绝热流动表
附表9 普朗特-迈耶函数表（k=1.4时）
参考文献
第1章 流体力学与热力学基础知识
1.1 空气动力学与气体动力学的发展概况
1.1.1 空气动力学研究的基本任务
空气动力学与气体动力学是研究气体与物体之问有相对运动时气体运动的基本规律，以及气体与物体之间作用力的科学。
空气动力学与气体动力学首先与飞机的产生、发展联系在一起。在这个意义上，这门科学对于航空航天专业来讲要涉及到飞行器的飞行性能、稳定性和操纵性问题。
气体相对于物体的运动，可以在物体的外部进行，例如空气流过飞机表面、导弹表面和螺旋桨等；也可以在物体的内部进行，像空气在风洞内部、进气道内部或者叶轮机械内部的流动。在这些外部或内部流动中，尽管空气的具体运动和研究运动的目的有所不同，但它们都有一些共同的流动现象，遵循一些共同的流动规律，例如：满足质量守恒、牛顿第二定律、能量守恒和热力学第一定律、第二定律等。
研究空气动力学与气体动力学的基本任务，不仅要认识这些流动所发生的一些现象的基本实质，而且要找出这些共同的基本规律在空气动力学与气体动力学中的表述，并且研究如何应用这些规律能动地解决飞行器以及各种动力装置中的气体动力问题。
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