高焓氣體動力學(xué)

Ethirajan Rathakrishnan

20世紀(jì)開始，人們?yōu)閷崿F(xiàn)高速飛行以及宇宙航行做了極大的努力，發(fā)展出“氣體動力學(xué)”這門學(xué)科。隨著飛行速度的提高，氣體所涉及的溫度也相應(yīng)地大幅提高，必須考慮氣體在高溫下的本構(gòu)特性和輸運(yùn)特性。特別是在飛行速度達(dá)到超高聲速的范圍（10倍于聲速的量級），模擬實驗所采用的設(shè)備需要提供同時具有高溫和高壓的氣源，這樣的氣體因為具有很高的焓值而被稱為高焓氣體。

這是一本闡述高溫和高速氣體動力學(xué)基礎(chǔ)的導(dǎo)引性教科書。

作者以簡潔明了的風(fēng)格在一本書中覆蓋了包括熱力學(xué)基本原理、可壓縮流體流動以及波的傳播等領(lǐng)域的最新進(jìn)展；除此之外，本書也介紹了與高焓流動有關(guān)的量子力學(xué)的背景知識。

本書覆蓋的內(nèi)容有：高焓流動的模化、作為重點章節(jié)的與噴氣推進(jìn)密切相關(guān)的氣體動力學(xué)內(nèi)部流動和外部流動、以及超高聲速空氣動力學(xué)。

高焓氣體動力學(xué)是航空航天工程專業(yè)學(xué)生的必修課程，而本書是作者講授這門課程25年的結(jié)果，取材精要，展開由簡入繁。首先介紹基本概念，然后介紹流體流動的熱力學(xué)知識；接著討論高焓流動的宏觀方面和微觀方面。前者采用連續(xù)介質(zhì)模型，而后者計及分子運(yùn)動的統(tǒng)計特性。在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)入高焓流動的應(yīng)用方面，討論了激波、噴管、繞鈍頭體流體的非平衡流動以及高溫氣體的輸運(yùn)性質(zhì)，其中，特別是高超聲速流動的非連續(xù)特性，以及平衡和非平衡的特征，包括相應(yīng)的實驗測量技術(shù)。書的最后一章還討論了模擬超高速流動的數(shù)值流體動力學(xué)，以及高焓流動實驗裝置的工作原理。

在網(wǎng)站上隨同本書的還提供一個解題指南（Solutions Manual）并附有幻燈片，所針對的習(xí)題都開列在本書每一章的末尾。

本書共包含7章：1.基本事實；2.流體流動的熱力學(xué)；3.波的傳播；4.高溫流動；5.高超聲速流動；6.氣動熱力學(xué)；7.高溫實驗設(shè)備。

作者Ethirajan Rathakrishnan是印度 Indian Institute of Technology的教授。

談慶明，教授

（中國科學(xué)院力學(xué)研究所）