粘性流體力學(xué)（國防科工委十五規(guī)劃教材）

第1章?粘性流體運(yùn)動(dòng)概述
1.1?流體的粘性1
1.2?雷諾實(shí)驗(yàn)及相似原理2
1.3?圓管層流流動(dòng)——HagenPoiseuille流動(dòng)5
1.4?位流理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較14
習(xí)題15
第2章?粘性流體力學(xué)基礎(chǔ)
2.1?應(yīng)力及其符號(hào)規(guī)定，應(yīng)力張量17
2.1.1?應(yīng)力和應(yīng)力張量17
2.1.2?微元矩形六面體表面上的應(yīng)力及符號(hào)規(guī)則17
2.1.3?過一固定點(diǎn)處任一截面上的應(yīng)力18
2.1.4?剪應(yīng)力互等定理19
2.2?應(yīng)力的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程式21
2.2.1?空間應(yīng)力的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程式21
2.2.2?平面應(yīng)力的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程式23
2.3?應(yīng)變率張量24
2.3.1?流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分解24
2.3.2?直線應(yīng)變率與剪切應(yīng)變率25
2.3.3?轉(zhuǎn)動(dòng)角速度27
2.4?應(yīng)變率的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程式28
2.4.1?平面應(yīng)變率的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程式29
2.4.2?空間應(yīng)變率的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程式30
2.5?應(yīng)力與應(yīng)變率之間的關(guān)系32
2.5.1?三個(gè)假設(shè)（斯托克斯假設(shè)）32
2.5.2?平面應(yīng)力與應(yīng)變率之間的關(guān)系33
2.5.3?空間應(yīng)力與應(yīng)變率之間的關(guān)系37
2.6?應(yīng)力與應(yīng)變率間關(guān)系的驗(yàn)證38
2.7?納維斯托克斯運(yùn)動(dòng)微分方程40
2.7.1?一般情況下的納維斯托克斯方程40
2.7.2?不可壓流的納維斯托克斯方程41
2.7.3?不可壓粘流問題的邊界條件42
2.7.4?可壓縮粘性流動(dòng)問題42
2.8?粘性不可壓流的相似律42
2.8.1?兩個(gè)粘性不可壓流場完全相似的必要與充分條件43
2.8.2?相似準(zhǔn)則45
2.9?兩組相似流場間空氣動(dòng)力特性間的關(guān)系46
2.10?一些相似準(zhǔn)則的物理意義48
2.10.1?計(jì)及粘性力的相似準(zhǔn)則——雷諾數(shù)Re48
2.10.2?計(jì)及重力時(shí)的相似準(zhǔn)則——弗勞德數(shù)Fr50
2.10.3?壓力相似時(shí)的相似準(zhǔn)則——?dú)W拉數(shù)Eu51
2.10.4?非定常流動(dòng)的相似準(zhǔn)則——斯特勞哈爾數(shù)Sr51
2.11?粘性不可壓層流問題解法概述52
2.12?直圓管中的定常、不可壓層流問題53
習(xí)題58
第3章?平面流動(dòng)的邊界層方程及其解
3.1?邊界層概念的提出60
3.2?平面不可壓層流邊界層微分方程61
3.2.1?邊界層流動(dòng)圖畫61
3.2.2?二維平板的邊界層微分方程式62
3.2.3?二維微彎曲面的邊界層方程式65
3.2.4?定常層流邊界層問題解法概述66
3.3?平板邊界層的Blasius解67
3.4?可壓流邊界層73
3.4.1?溫度邊界層及氣動(dòng)熱73
3.4.2?高速、高溫對邊界層的影響76
3.4.3?可壓層流邊界層的兩個(gè)特解——完全氣體定常流的CroccoBusemann關(guān)系式83
3.4.4?可壓湍流邊界層的兩個(gè)特解85
習(xí)題86
第4章?求解平面定常流邊界層方程的近似方法
4.1?概述88
4.2?平板邊界層89
4.2.1?動(dòng)量積分關(guān)系式89
4.2.2?平板層流邊界層93
4.2.3?關(guān)于連續(xù)介質(zhì)的范圍96
4.2.4?平板湍流邊界層97
4.3?曲面邊界層的分離現(xiàn)象99
習(xí)題101
第5章?湍流的產(chǎn)生
5.1?概述103
5.1.1?湍流的科學(xué)發(fā)現(xiàn)103
5.1.2?湍流的主要特征、種類和研究方法105
5.2?湍流的測量方法106
5.2.1?熱線風(fēng)速計(jì)107
5.2.2?示蹤粒子顯示法108
5.3?穩(wěn)定性理論112
5.4?湍流的產(chǎn)生——層流邊界層的轉(zhuǎn)捩117
習(xí)題120
第6章?湍流理論和湍流擬序結(jié)構(gòu)
6.1?引言121
6.2?湍流統(tǒng)計(jì)理論和模式理論122
6.2.1?湍流的平均值運(yùn)算、關(guān)聯(lián)函數(shù)和高階矩122
6.2.2?納維斯托克斯方程和雷諾方程125
6.2.3?不可壓流的雷諾應(yīng)力方程及湍流動(dòng)能方程126
6.2.4?可壓縮湍流的統(tǒng)計(jì)方程128
6.2.5?湍流模式理論130
6.3?湍流擬序結(jié)構(gòu)132
6.3.1?湍流擬序結(jié)構(gòu)概況132
6.3.2?湍流邊界層的擬序結(jié)構(gòu)133
6.3.3?壁湍流的渦結(jié)構(gòu)138
6.3.4?自由剪切層的擬序結(jié)構(gòu)141
6.3.5?展望144
習(xí)題145
第7章?邊界層理論的應(yīng)用——SCT的減阻
7.1?引言146
7.2?超聲速商用運(yùn)輸機(jī)的減阻問題146
7.2.1?未來超聲速商用運(yùn)輸機(jī)的性能指標(biāo)147
7.2.2?超聲速運(yùn)輸機(jī)的層流化148
7.2.3?影響超聲速轉(zhuǎn)換的因素及控制方法150
7.2.4?超聲速轉(zhuǎn)捩的理論計(jì)算151
7.2.5?超聲速層流風(fēng)洞153
7.2.6?超聲速層流的飛行試驗(yàn)155
7.2.7?結(jié)論156
7.3?高速飛行器氣動(dòng)熱的工程估算156
7.3.1?邊界層外緣條件的確定156
7.3.2?可壓縮粗糙湍流邊界層的工程計(jì)算方法157
習(xí)題160
第8章?粘性流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算
8.1?引言161
8.2?有限差分法介紹164
8.2.1?差分網(wǎng)格劃分164
8.2.2?幾種差商近似164
8.2.3?差分格式166
8.2.4?差分方程的相容性、穩(wěn)定性、收斂性以及Lax等價(jià)定理170
8.3?流體力學(xué)控制方程組的數(shù)學(xué)性質(zhì)與雙曲型方程的求解171
8.3.1?偏微分方程的分類及其意義171
8.3.2?雙曲型方程的求解?172
8.4?目前CFD計(jì)算方法介紹176
8.4.1?迎風(fēng)格式和中心格式的比較176
8.4.2?中心格式的發(fā)展176
8.4.3?迎風(fēng)格式的發(fā)展177
8.4.4?計(jì)算格式的新進(jìn)展178
8.5?數(shù)值計(jì)算實(shí)例178
習(xí)題180
參考文獻(xiàn)