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绪论 1

0.1 经典不可压缩空气动力学问题 2

0.2 经典可压缩空气动力学问题 4

0.3 跨声速和高超声速飞行带来的特殊问题 5

0.4 非定常空气动力学问题 6

0.5 空气动力学的标准分析方法与特殊分析方法 6

0.6 本书与现有出版物的差别以及内容安排 7

0.7 如何面对空气动力学 8

参考文献 9

第一篇 不可压缩空气动力学基础 12

第1章 低速问题基本模型与势流理论 12

1.1 流场参数、几何参数、气动参数与大气环境 12

1.1.1 流场参数 12

1.1.2 主要部件与坐标系 15

1.1.3 翼型与机翼的几何参数 16

1.1.4 翼型与机翼的气动参数 19

1.1.5 大气环境简介 25

1.1.6 要点总结 27

1.2 空气流动基本方程与力 28

1.2.1 流动基本方程与流场按物理分区后的近似 28

1.2.2 动量方程的兰姆-葛罗米柯形式、理想流动的伯努利方程 33

1.2.3 流体力学基本方程的积分形式，物体受力积分形式，尾迹法 34

1.2.4 要点总结 37

1.3 翼型势流理论 37

1.3.1 势流基本模型与基本奇点的解 37

1.3.2 理想圆柱流动 40

1.3.3 物体坐标系下任意二维物体的力与力矩的勃拉修斯定理 43

1.3.4 翼型库塔条件确定环量，保角变换确定势函数 45

1.3.5 儒科夫斯基升力定理 47

1.3.6 儒科夫斯基翼型升力和力矩特性 48

1.3.7 儒科夫斯基翼型流场分析 50

1.3.8 要点总结 54

1.4 势流模型薄翼理论 55

1.4.1 薄翼假设与小扰动模型、问题分解 55

1.4.2 厚度问题奇点法求解 57

1.4.3 弯度迎角问题奇点法求解 58

1.4.4 薄翼基本方程的求解 60

1.4.5 弯度厚度问题的气动特性 62

1.4.6 要点总结 64

习题 65

参考文献 76

第2章 低速问题黏性效应与三维效应处理方法 78

2.1 黏性问题与附面层模型 78

2.1.1 附面层数学模型与附面层参数 79

2.1.2 湍流与层流的区别：失稳、转捩与湍流 83

2.1.3 附面层解的相似性与相似解，湍流速度型与层流速度型区别 89

2.1.4 附面层求解的积分方法：卡门动量积分关系法 94

2.1.5 附面层与空气动力学 100

2.1.6 要点总结 105

2.2 低速三维机翼流动问题 106

2.2.1 大展弦比问题三维效应 107

2.2.2 大展弦比机翼升力线基本模型 108

2.2.3 升力线基本模型求解与诱导阻力 110

2.2.4 椭圆机翼、矩形翼和梯形翼的气动特性 112

2.2.5 三维效应总结，翼尖涡的控制与利用 117

2.2.6 小展弦比细长机翼小迎角势流解 118

2.2.7 三角翼大迎角涡升力 120

2.2.8 要点总结 125

习题 127

参考文献 138

第二篇 可压缩空气动力学基础 140

第3章 可压缩问题连续介质力学模型与波系结构模型 140

3.1 可压缩空气动力学基本模型 140

3.1.1 可压缩流动涉及的基本物理量与流动参数，无量纲参数 140

3.1.2 可压缩流动基本方程及其讨论 145

3.1.3 均能流动、等熵流动、无旋流动与定常势流基本方程 152

3.1.4 总温和总压，驻点参数，等熵关系式，可压缩性影响 154

3.1.5 二维与三维流动，后掠机翼的二维处理方法 156

3.1.6 要点总结 157

3.2 定常可压缩流动波系结构 158

3.2.1 声波在流场中的传播，影响区与依赖区，马赫角 158

3.2.2 马赫波关系式，压缩波与膨胀波，激波的形成 161

3.2.3 普朗特-迈耶流动 164

3.2.4 平面二维流动激波关系式 165

3.2.5 平面斜激波关系式的使用 169

3.2.6 用激波膨胀波法求菱形翼升阻力系数 171

3.2.7 轴对称激波、脱体激波形状、三维激波 173

3.2.8 特征线理论简介 175

3.2.9 要点总结 179

习题 181

参考文献 192

第4章 翼型与机翼的小扰动理论与修正理论 193

4.1 翼型与机翼可压缩小扰动理论 193

4.1.1 小扰动假设与基本模型 193

4.1.2 小扰动超声速翼型气动特性分析 196

4.1.3 超声速三维机翼上的二维流区与三维流区 203

4.1.4 超声速三维机翼小扰动理论 205

4.1.5 超声速前缘平直三角翼的压力特性与升力特性 206

4.1.6 要点总结 208

4.2 可压缩流动翼型与机翼修正理论 210

4.2.1 小扰动低亚声速问题可压缩效应修正 210

4.2.2 高亚声速问题的卡门-钱学森法 216

4.2.3 亚声速可压缩性与马赫数，临界马赫数 218

4.2.4 跨声速现象，阻力发散与激波失速 220

4.2.5 后掠、超临界翼型与面积律等外形修正措施的作用 224

4.2.6 气流加热与附面层模型可压缩效应修正 225

4.2.7 要点总结 228

习题 229

参考文献 240

第三篇 非定常与高速空气动力学问题 242

第5章 非定常空气动力学理论基础 242

5.1 不可压缩非定常流动简介 242

5.1.1 任意刚体运动附加惯性力、旋转气动力、自由涡升力和黏性力 242

5.1.2 各种力的讨论 245

5.1.3 含自由涡的理想二维非定常流动涡作用力 250

5.1.4 理想流动的突然启动问题与大迎角问题 255

5.1.5 扑翼飞行机制简介 262

5.1.6 要点总结 265

5.2 可压缩非定常流动 265

5.2.1 一维非定常等熵流动特征线理论 265

5.2.2 简单波理论 268

5.2.3 气动弹性活塞理论以及时间响应 272

5.2.4 运动激波关系式 276

5.2.5 黎曼问题 277

5.2.6 现代计算流体力学简介 282

5.2.7 要点总结 288

习题 288

参考文献 293

第6章 高速流动特殊问题处理 296

6.1 激波反射、激波相交与激波干扰 296

6.1.1 激波关系式简写 296

6.1.2 激波反射现象、类型与临界条件 297

6.1.3 激波相交 303

6.1.4 六类激波干扰 309

6.1.5 要点总结 317

6.2 高超声速流动简介 318

6.2.1 超声速流动高马赫数极限 318

6.2.2 高速流动的热力学模型 327

6.2.3 空气化学反应流动模型 331

6.2.4 考虑高温真实气体效应的激波与膨胀波 336

6.2.5 要点总结 341

6.3 气动热问题 342

6.3.1 附面层气动加热，雷诺比拟 342

6.3.2 钝头体问题：气流加热与物体加热 344

6.3.3 不可压缩驻点流动与热流相似解 346

6.3.4 高超声速驻点热流问题 349

6.3.5 激波干扰气动加热，压力比拟 353

6.3.6 要点总结 365

习题 365

参考文献 371

附录A 复变函数与保角变换相关知识 374

A.1 复变量基本定义与基本运算公式 374

A.2 解析函数 374

A.3 极值与留数定理 375

A.4 保角变换 376

A.5 保角变换中的复势函数、速度、迎角与环量 378

A.6 儒科夫斯基变换与儒科夫斯基翼型 379

附录B 卡门-钱学森法主要步骤推导 381

附录C 非定常势流模型推广 385

附录D Howe力的分解证明 387

D.1 物体受力的出发方程 387

D.2 虚拟势函数 388

D.3 动量方程压力项的消除 388

D.4 力的积分定义式 389

D.5 物体受力最终表达式 391