具体描述
Like previous editions, this text has retained it's excellent coverage of basic concepts and broad coverage of the major aspects of aerodynamics. Numerical techniques are described for computing invicid incompressible flow about airfoils and finite wings. Plus, the design of devices and aircraft components that were constructed from theoretical considerations are shown so readers can see the realistic applications of mathematical analyses.
航空动力学基础 书籍信息： 书名： 航空动力学基础 (Foundations of Aerodynamics) 作者： [此处应填写原书作者，但为生成不含原书内容的简介，此处留空] 出版年份： [此处应填写原书出版年份，此处留空] 出版社： [此处应填写原书出版社，此处留空] --- 内容概述 《航空动力学基础》是一本深入探讨流体力学在航空领域应用的权威性著作。本书旨在为读者，无论是航空工程专业的学生、经验丰富的工程师，还是对飞行现象抱有浓厚兴趣的研究人员，提供一个坚实、全面的理论框架，用以理解和预测空气与运动物体之间的复杂相互作用。本书的核心目标是构建从基本原理到实际应用之间的清晰桥梁，侧重于对空气动力学现象的物理洞察力和数学建模的严谨性。 全书结构严谨，逻辑清晰，首先从流体力学的基本假设和控制方程入手，随后逐步过渡到航空应用中最关键的分析工具，包括势流理论、边界层理论以及超音速流动的特殊性。本书强调的是对基础物理概念的深刻理解，而非仅仅罗列公式或工程经验。 第一部分：流体力学的基石与低速流动分析 本书的开篇部分专注于为后续的复杂分析奠定必要的数学和物理基础。这部分内容涵盖了连续介质假设、流场的描述方法（物质导数、拉格朗日与欧拉描述）、以及流体力学的三大基本守恒定律的微分形式——质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程的完整形式）和能量守恒。 重点在于对不可压缩流的深入探讨。读者将学习如何应用简化模型，例如无旋、无粘的势流理论。其中，二维流动的分析占据重要篇幅，通过复变函数理论（如共形映射）来求解翼型周围的流场，详细阐述了库塔-茹科夫斯基定理的推导及其在计算升力中的核心作用。格林定理的应用、叠加原理的建立，以及对均匀流、偶极子、源/汇等基本流动单元的详细分析，构成了理解升力起源的关键。对于三维流动的初步探讨，如机翼诱导的下洗流场，也将在此部分通过简单的环量分布模型进行引入。 第二部分：粘性流动的引入与边界层理论 认识到理想流体模型（无粘性）的局限性后，本书将重心转向描述真实流体行为的粘性效应。这部分详尽地介绍了动量方程中的粘性项，并解释了牛顿内摩擦定律在流体中的体现。 核心内容集中于边界层理论。读者将学习普朗特如何通过边界层假设极大地简化纳维-斯托克斯方程，从而使得求解具有实际意义的粘性流动问题成为可能。书中详细分析了边界层的形成、发展以及其对阻力（摩擦阻力）的贡献。速度剖面的特性、形状因子的意义，以及动量积分方程（卡门方程）的应用，为工程计算提供了强大的工具。对于附着流与分离流的现象，本书给出了详尽的物理图像和数学判据（如压力梯度对分离的影响），这对于理解失速现象至关重要。 第三部分：有限翼线理论与三维流动效应 从二维剖面流过渡到实际飞机机翼的三维效应，是航空动力学分析中不可避免的一步。本部分致力于系统性地介绍有限翼线理论。 理论的构建基于对机翼上下表面压力分布的修正，核心在于引入诱导效应。读者将详细学习如何利用马霍夫（Prandtl）提升的理论，从二维翼型数据推导出具有展向效应的有限翼升力线模型。关键概念如等效几何迎角、诱导阻力、下洗角以及有效展弦比的计算将被深入剖析。本书将详细阐述最小诱导阻力条件（如椭圆翼的优势）以及如何通过改变翼尖设计（如翼梢小翼的初步概念）来优化气动性能。对于三维机身和机翼的高纵横比近似分析，也将在本部分得到充分论述。 第四部分：高亚声速流动的压缩性效应 随着飞行速度的增加，空气密度的变化（压缩性）变得不可忽略。本书将此部分内容聚焦于高亚声速流动，即马赫数在0.3到1.0之间的区域。 压缩性的引入使得泊肃叶的等熵关系和伯努利方程不再直接适用。读者将学习如何应用小扰动理论来线性化非线性方程组，从而分析翼型在高亚声速下的气动载荷增加效应（克拉克-格劳戈-普兰特（CCP）修正）。这部分内容揭示了为什么在跨音速区域，即使马赫数小于1，局部流速仍可能达到超音速，从而解释了气动中心后移和升力线斜率增加的物理本质。对于二维翼型，本书将介绍亚声速薄翼理论的修正形式，强调了压缩效应对升力系数和弯矩系数的显著影响。 第五部分：超音速气动学的初步探索 本书的最后部分对超音速流动（马赫数大于1）的独特现象进行了系统性的介绍。这部分的重点在于激波动力学。 读者将掌握斜激波和正激波的分析工具。通过应用欧拉方程的简化形式和斜激波关系式（由马赫数的几何关系导出），本书详细解释了如何在已知条件（如上游马赫数和迎角）下计算激波的强度、下游流体的速度、压力和温度。马赫锥角的概念被用来理解扰动的传播限制。此外，本书还会介绍薄层理论在超音速下的应用，例如相似律（如奥斯古德-斯特劳尔相似律）以及特征线法的原理概述，为更深入的超音速和高超音速研究打下坚实基础。 --- 教学与研究特色 本书的特色在于其严格的数学推导和对物理图像的重视。每一理论的建立都伴随着清晰的数学逻辑，但作者始终确保读者能理解这些数学工具背后所代表的实际物理现象。书中包含大量精心设计的例题和习题，旨在巩固读者的分析能力。它不仅教授“如何计算”，更重要的是阐明“为什么会这样”。对于希望深入理解飞机设计中气动载荷产生机制的研究人员而言，本书提供了一个不可或缺的理论起点。 关键词： 势流理论、边界层分离、有限翼线理论、诱导阻力、高亚声速修正、斜激波、纳维-斯托克斯方程。
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