高超声速气动热力学
出版时间：2014年版
内容简介
《高超声速气动热力学》是一部探索微观物理与宏观力学相结合，求解高超声速再入飞行时遇到的气动热力学问题的专著。《高超声速气动热力学》分3篇共12章，十分注重理论论述和基本概念的准确性与严谨性、十分注重全书框架的整体性与同一性，整个研究针对国外著名的18种航天器/探测器高超声速进入其它星球大气层或再入地球大气层的气动热力学问题，计算了179种工况。这些成果对于从事高超声速流体力学和热防护的科技人员以及大学教师、学生来讲是非常宝贵的著作。
目录
第一篇 张量分析与物理力学基础
第1章 场论基础与张量分析初步
1.1 任意曲线坐标系及其基矢量
1.2 张量的并矢表示法以及张量的张量积与点积
1.3 张量的导数以及张量分量对坐标的协变导数
1.4 微分算子以及张量的梯度、散度和旋度等运算
1.5 张量的两次协变导数以及曲率张量
1.6 张量场函数的导数及其具体表达形式
1.7 两种坐标系下张量函数的物质导数
1.8 张量场函数对时间的绝对导数与相对导数
1.9 场论分析中几个重要的积分关系式
第2章 经典力学基础
2.1 动力学虚位移原理以及dAlembert原理的几种形式
2.2 Hamilton原理
2.3 Newton方程、Lagrange方程与Hamilton正则方程
2.4 Poisson括号以及接触变换
2.5 相空间和Liouville定理
第3章 电动力学基础
3.1 电磁场的能量守恒与动量守恒定律
3.2 电磁场的规范变换以及d’Alembert方程
3.3 Maxwell方程组的数学结构以及介质交界面上的条件
3.4 电磁流体力学基本方程组及其数学结构
3.5 狭义相对论下Maxwell方程组的协变性
3.6 电磁场中带电粒子运动的Lagrange函数与Hamilton函数
3.7 运动点电荷的电磁场以及加速运动时的辐射能量
3.8 电子的电磁质量与辐射阻尼力
3.9 Vlasov方程以及耦合方程组
第4章 量子力学基础
4.1 Hilbert空间以及量子力学的基本原理
4.2 力学量的测量以及力学量随时间的变化
4.3 表象变换以及Schrodinger绘景与}teisenberg绘景
4.4 统计系综的密度算符以及Liouville方程
4.5 Schrodinger方程及其数学结构
4.6 相对论下Klein—Gordon方程以及Bose子
4.7 Fermi子以及Dirac方程组与它的数学结构
4.8 带电粒子在电磁场中的运动以及Pauli方程
4.9 散射理论的基本方程以及T矩阵与S矩阵
第5章 热力学与统计物理学基础
5.1 经典体系的平衡统计力学基础
5.2 量子体系的平衡统计力学基础
5.3 从量子统计到经典统计的极限过渡
5.4 力学微扰所引起的不可逆过程以及熵产生率
5.5 非平衡统计算符
5.6 多组元系统的输运问题
5.7 弛豫过程普遍理论的概述
5.8 约化分布函数的时间演化以及广义Liouville方程
5.9 Boltzmann方程以及关联动力学分量
第二篇 高超声速气动热力学的基本理论与基本方程
第6章 高超声速流动的主要特征以及飞行器的运动分析
6.1 高超声速流动的基本概念与基本特征
6.2 高超声速飞行器的运动方程以及典型飞行过程的初步分析
6.3 高超声速再入过程中流场的特性以及光电的辐射与传播
6.4 高温气体中的输运现象与传热的几种方式
第7章 高温气体的热力学与化学热力学特性
7.1 高温气体的热力学特性
7.2 流体运动的热力学第一定律
7.3 流体运动的热力学第二定律
7.4 热力学函数与普遍微分关系式
7.5 高温气体的化学热力学特性
第8章 高温气体的统计理论与非平衡效应
8.1 微观状态数以及Boltzmann关系式
8.2 微正则系综的分布函数以及热力学函数
8.3 正则系综的分布函数以及热力学函数
8.4 巨正则系综的分布函数以及热力学函数
8.5 配分函数的分解定理及应用
8.6 化学平衡反应混合气体的热力学特性
8.7 理想离解气体及热状态方程
8.8 电离平衡以及Saha方程
8.9 高温空气平衡态热力学特性的计算
8.10 高温气体的振动松弛与化学非平衡的计算
8.11 高温化学反应气体的非平衡理论概述
第9章 高超声速高温连续流的非平衡广义Navier—Stokes方程组
9.1 高超声速高温热力学非平衡流与化学非平衡流动的基本方程
9.2 高超声速电磁流体力学的基本方程组
9.3 平衡与非平衡状态下辐射流体力学的基本方程组
9.4 定解条件的提法以及飞行器壁表面温度的确定
第10章 高超声速高温稀薄流的Boltzmann方程
10.1 单组分、单原子分子的Boltzmann方程以及H定理
10.2 多组分、单原子分子的Boltzmann方程
10.3 单组分、多原子分子、考虑量子数的Boltzmann方程
10.4 多组分、多原子分子、考虑量子数与简并度的Boltzmann方程
10.5 Boltzmann方程的微观基础及稠密气体理论的概述
第三篇 高超声速高温流场的数值方法及其典型算例
第11章 高精度高分辨率格式的构造方法以及数值耗散的控制
11.1 小波探测技术及高精度高分辨率有限差分离散格式
11.2 有限体积法中黏性项的计算及其高效率快速算法
11.3 高精度高分辨率RKDG有限元方法
11.4 结构与非结构混合网格的快速生成及其自适应算法
11.5 可压缩湍流的RANS与LES组合杂交方法
11.6 用N—S方程求解再人地球、火星及土卫六大气层的典型算例
第12章 求解高超声速稀薄流的DSMC方法及其应用
12.1 高超声速高温稀薄流的二维DSMC算法与典型算例分析
12.2 四种高超声速探测器绕流的三维DSMC计算与传热分析
12.3 再入飞行中DSMC与Navier—Stokes两种模型的计算与分析
参考文献
