§2 -2 体系和控制体在推导一维定常流的基本方程之前，我们必须首先明确关于体系和控制体的概念。所谓体系，是指某些确定的物质集合。体系以外的物质称为环境。体系的边界定义为把体系和环境分开的假想表面，在边界上可以有力的作用和能量的交换，但没有质量的通过。体系的边界随着流体一起运动。引用了体系的概念，在分析问题时，我们就可以把注意力放在所拟定的体系上，并考虑到体系与环境之间的相互作用。在论述四个基本的物理定律并把它们写成应用的方程式形式时，必须首先明确体系，否则，在讲质量、动量、能量等这些术语时是不明确的。因此，四条基本的物理定律最初总是借助于“体系”来陈述的。在气体动力学中，因为气体的运动是比较复杂的，所以对于任何有限长的时间，很难确定气体体系的边界，因此，采用体系的分析方法是不够方便的。在气体动力学中，经常采用控制体的分析方法。所谓控制体①，是指为流体流过的、固定在空间的一个任意体积。占据控制体的流体是随时间而改变的。控制体的边界叫做控制面，它总是封闭表面。通过控制面，可以有流体流入或流出控制体。在控制面上可以有力的作用和能量的交换。引用了控制体的概念，在分析问题时，我们就可以把注意力放在所确定的控制体上，研究流体流过控制体时诸参数的变化情况，以及控制体内流体与控制体外物质的相互作用。根据所研究的问题不同，控制体可有种种不同的划定方法，有时可以划定有限尺寸的控制体，有时又必须划定无限小的控制体。应该知道，体系的分析方法是与研究流体运动的拉格朗日法相适应的，而控制体的分析方法则是与研究流体运动的欧拉法相适应的。为了实际应用控制体的概念，必须将四条基本物理定律改写成适用于控制体的而不是适用于体系的形式。因此，在下面我们推导基本方程时，总是把这些定律改写成适用于控制体的形式。……

绪论
第一章 基本知识
1-1 连续介质的概念
1-2 气体的基本性质
1-3 作用在流体上的力
1-4 流体静力学知识
1-5 研究流体运动的方法和一些基本概念
习题

第二章 一维定常流的基本方程
2-1 引言
2-2 体系和控制体
2-3 连续方程
2-4 动量方程
2-5 动量矩方程
2-6 微分形式的动量方程
2-7 柏努利方程
2-8 能量方程
2-9 适用于控制体的热力学第二定律
2-10 声速和马赫数
2-11 气体流动的基本模型和滞止参数
2-12 气流的重要速度参数
2-13 气体动力学函数及其一维气动方程组
习题一
习题二

第三章 膨胀波与激波
3-1 弱扰动在气流中的传播
3-2 膨胀波的形成及特点
3-3 微弱压缩波
3-4 弱波的普朗特-迈耶流动解
3-5 弱波的反射和相交
3-6 激波的形成和激波的传播速度
3-7 正激波
3-8 斜激波
3-9 激波的反射和相交
3-10 锥面激波
3-11 空气喷气发动机超声速进气道的激波系
3-12 运动激波的概念
习题

第四章 一维定常管流
4-1 变截面管流
4-2 收缩喷管
4-3 拉伐尔喷管
4-4 内压式超声速进气道
4-5 超声速风洞——多喉道管流
4-6 摩擦管流
4-7 换热管流
4-8 变流量管流
4-9 一般的一维定常管流
习题

第五章 多维流动流体运动分析
5-1 流动过程中物理量的变化
5-2 流体微团的运动分析
5-3 无旋流动及其性质
5-4 旋涡运动的基本理论
习题

第六章 无黏性可压缩流体多维流动基本方程
6-1 雷诺输运定理
6-2 无黏性可压缩流体动力学的基本方程
6-3 可压缩理想流体动力学的基本方程组
6-4 理想流体运动的初始条件和边界条件
6-5 无旋流动的速度势方程
6-6 二维定常流动中的流函数和流函数方程
6-7 气体动力学问题的各种解法
习题

第七章 不可压理想流体的定常二维无旋流动
7-1 不可压平面势流的速度势方程和流函数方程
7-2 基本解的叠加原理
7-3 几种简单的平面势流
7-4 几种简单平面势流的叠加
7-5 均匀流绕圆柱体的有环流流动
7-6 镜像法简述
7-7 不可压理想流体的定常轴对称无旋流动
习题

第八章 小扰动线化理论
8-1 速度势方程的线性化
8-2 边界条件的线性化
8-3 压强系数的线性化
8-4 声速气流沿波形壁的二维流动
8-5 声速气流绕薄翼型流动的相似律
8-6 超声速气流沿波形壁的二维流动
8-7 超声速气流绕薄翼型流动
习题

第九章 定常二维超声速流的特征线法
9-1 引言
9-2 特征线法的一般理论
9-3 特征线法在定常二维无旋超声速流动中的应用
9-4 特征线法的数值运算
9-5 特征线法在定常二维（平面或轴对称）有旋超声速流动中的应用
9-6 计算有旋流的特点
9-7 小结
习题

第十章 非定常一维均熵流动
10-1 引言
10-2 微弱扰动在管内的传播
10-3 扰动前后气流参数的变化
10-4 微弱波的反射和相交
10-5 非定常一维均熵流的特征线法
10-6 非定常一维均熵流动的一般特征
习题

第十一章 黏性流体动力学基础
11-1 黏性流体运动的两种流态
11-2 黏性流体动力学的基本方程
11-3 流体动力学的相似律
11-4 不可压缩黏性流体动力学的几个解析解
11-5 紊流流动的雷诺方程
11-6 普朗特混合长度理论
11-7 圆管内的紊流流动
11-8 附面层概念和附面层几种厚度的定义
11-9 维不可压缩流体附面层的微分方程
11-10 平壁面层流附面层的布拉休斯解
11-11 动量积分关系式解法
11-12 曲壁附面层的分离
11-13 附面层与激波的相互干扰
11-14 紊流自由射流概述
习题

第十二章 翼型和机翼的基本理论
12-1 翼型的几何特性
12-2 低速气流绕翼型流动
12-3 平面薄翼型的气动力特性
12-4 亚声速流中的翼型
12-5 翼型的跨声速性能
12-6 超声速翼型简介
12-7 有限翼展机翼简介
习题

附录a
矢量分析和场论基本运算公式及正交曲线坐标系
i矢量分析和场论基本运算公式
ii正交曲线坐标系

附录b 可压缩流函数表
表1 标准大气表
表2（a） 一维等熵流气动函数表（k=1.4）（以ma为自变量）
表2（b） 一维等熵流气动函数表（k=1.4）（以λ数为自变量）
表2（c） 一维等熵流气动函数表（k=1.33）（以λ数为自变量）
表2（d） 一维等熵流气动函数表（k=1.25）（以λ数为自变量）
表3 二维超声速气流等熵变化数值表或二维超声速气流绕外钝角的加速流函数表（k=1.4）
表4 正激波前后气流参数表（完全气体k=1.4）
表5 斜激波前后气流参数表（完全气体k=1.4）（β取为整数）
表6 斜激波前后气流参数表（完全气体k=1.4）（δ取为整数）
表7 有摩擦的直等截面管道中绝热流动的数值表（完全气体k=1.4）
表8 （a）附加流量垂直于主流（k=1.4）
表8 （b）附加流量垂直于主流（k=1.2）

部分习题参考答案
参考文献

《气体动力学基础（2011年修订本）》共十二章，讨论了气体动力学中的一些基本问题。本书首先介绍学习气体动力学所必需的基本知识，然后较详细地研究可压缩流体一维定常流动的理论，以及超声速流中膨胀波和激波的理论，继而较深入地研究各种类别的一维定常管流的理论，对多维流动和黏性流体动力学的基本理论也做了较系统的讨论。此外，本书还简略地介绍了一维非定常均熵流和翼型及机翼的基本理论。《气体动力学基础（2011年修订本）》可作为航空、航天动力专业，燃气轮机，热能工程和工程热物理等专业的教科书，也可供从事发动机设计工作的技术人员参考。

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