М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 192 с.
Книга содержит систематическое изложение основных вопросов современной газовой динамики. Математическое моделирование газодинамических процессов строится на базе двух независимых блоков, включающих уравнения баланса и уравнения состояния. Блок уравнений состояния формулируется на основе гипотезы о локальном термодинамическом равновесии. Рассматриваются три основные модели газовой среды: совершенный газ с постоянными теплоемкостями; двухатомный газ с релаксацией колебательной энергии молекул; химически реагирующая смесь идеальных газов.
Для студентов и аспирантов университетов, обучающихся по специальности «Механика», студентов технических вузов аэромеханического профиля, а также для астрономов и геофизиков.
Физические особенности среды
Сжимаемость
Роль скорости звука
Нелинейные волны
Применения в аэродинамике
Применения в теории газовых машин (двигатели, аэродинамические трубы)
Прочие приложения
Многокомпонентная химически реагирующая газовая смесь.
Уравнения баланса
Уравнение сохранения i-й компоненты
Уравнение сохранения импульса
Уравнение энергии
Понятие энтропии, уравнение производства энтропии
Уравнение состояния
Гипотеза об уравнении состояния
Вывод уравнения сохранения энтропии
«Силы» и «потоки», их линейная связь
Совершенный газ с постоянными теплоемкостями
Однородный невязкий газ
Совершенный газ с постоянными теплоемкостями
Совершенный двухатомный газ с релаксацией колебательной энергии
Закон равнораспределения энергии (газ с постоянными теплоемкостями)
Квантовый гармонический осциллятор, формула для колебательной энергии в равновесии
Две подсистемы: поступательно-вращательная и колебательная
Колебательная температура
Химически реагирующая смесь идеальных газов
Уравнение состояния
Кинетическая теория скоростей химических реакций
Идеально диссоциирующий газ
Теория звука. Дисперсия и поглощение звука в релаксирующем газе
Звук в газе без релаксации
Звук в релаксирующем газе
Дисперсионное соотношение
Одномерные нестационарные течения газа. Характеристики
Инварианты Римана
Простая волна
Применение решений типа простой волны к
анализу нестационарных течений совершенного газа
Задача о поршне, выдвигающемся из трубы, заполненной газом
Центрированная волна разрежения
Течение в области, граничащей с областью постоянного течения (или покоя), — простая волна
Опрокидывание простой волны сжатия
Характеристики уравнений одномерных нестационарных течений релаксирующего газа
Предельный переход к равновесному течению
Теория ударных волн
Соотношения на сильном разрыве
Стационарный прямой скачок уплотнения
Адиабата Гюгонио
Слабые ударные волны
Сильные ударные волны
Ударные волны в совершенном газе с постоянными теплоемкостями
Ударные волны в газе с релаксацией
Ударные волны с частичной дисперсией. Зона релаксации
Ударные волны с полной дисперсией
Нестационарные течения с ударными волнами
Задача о поршне, вдвигающемся в газ
Распад произвольного разрыва
Задача о сильном взрыве
Общие свойства стационарного адиабатического течения совершенного газа
Общие уравнения движения однородного сжимаемого газа
Интеграл Бернулли
Свойства движения
Важные определения
Выражения для параметров потока через параметры торможения и числа М и Л
Одномерная теория сопла Лаваля
Уравнение обращения воздействия
Формула сопла Лаваля
Течение релаксирующего газа
Течение через простое сопло
Течение через сопло Лаваля с уменьшением противодавления: расчетный и нерасчетный режимы
Неравновесное течение в сопле Лаваля.
Метод мгновенного замораживания
Общие свойства релаксирующего потока при расширении в сопле Лаваля
Уравнение релаксации. Замороженное и равновесное течения. Простые решения
Три характерных времени для течения в сопле
Метод мгновенного замораживания
Двумерные стационарные течения сжимаемого газа
Двумерные стационарные течения: плоские и осесимметричные
Теорема Крокко о вихрях
Потенциал скорости, уравнение для потенциала скорости в сжимаемом газе
Переменные годографа. Уравнение Чаплыгина
Трансзвуковые течения сжимаемого газа.
Особенности решения задач в переменных годографа Уравнение Эйлера—Трикоми — трансзвуковой аналог уравнения Чаплыгина
Уравнение для потенциала плоского почти однородного трансзвукового потока газа
Сверхзвуковые течения
Уравнения характеристик и «условия на характеристиках»
Вывод уравнений для характеристик из уравнения для потенциала
Характеристики в плоскости годографа для потенциальных течений
Течение типа простой волны
Обтекание выпуклой стенки
Обтекание выпуклого угла. Центрированная волна разрежения
Стационарное течение газа с релаксацией. Характеристики
Обтекание выпуклого угла релаксирующим газом. Качественная картина
Решение в окрестности первой характеристики веера
Переход к равновесию в течениях с конечными возмущениями на примере центрированной волны разрежения
Стационарные течения газа с ударными волнами
Поверхности разрыва
Косая ударная волна
Некоторые простые течения с ударными волнами
Отражение ударных волн
Обтекание клина
Обтекание пластины под углом атаки
Обтекание конуса
Течение около вогнутой поверхности
Аэродинамика тонкого профиля крыла .
Линеаризация уравнения для потенциала и интеграла Бернулли
Дозвуковое обтекание тонкого профиля, закон Прандтля-Глауэрта
Сверхзвуковое обтекание тонкого профиля, закон Аккерета
Околозвуковой закон подобия для тонких тел
Сверхзвуковое обтекание затупленных тел
Постановка задачи
Основные понятия и определения
Принцип независимости от числа Маха
Понятие о численных методах расчета сверхзвукового обтекания затупленных тел
Основные закономерности обтекания затупленных тел
Формула Рэлея
Формула Ньютона
Формула Буземана
Закон подобия для течения вблизи линии торможения
Сверхзвуковое обтекание тонких удлиненных тел
Анализ порядков возмущений для тонкого тела в гиперзвуковом потоке
Закон подобия при обтекании тонких тел с большой сверхзвуковой скоростью
Закон плоских сечений при обтекании тонких тел
Книга содержит систематическое изложение основных вопросов современной газовой динамики. Математическое моделирование газодинамических процессов строится на базе двух независимых блоков, включающих уравнения баланса и уравнения состояния. Блок уравнений состояния формулируется на основе гипотезы о локальном термодинамическом равновесии. Рассматриваются три основные модели газовой среды: совершенный газ с постоянными теплоемкостями; двухатомный газ с релаксацией колебательной энергии молекул; химически реагирующая смесь идеальных газов.
Для студентов и аспирантов университетов, обучающихся по специальности «Механика», студентов технических вузов аэромеханического профиля, а также для астрономов и геофизиков.
Физические особенности среды
Сжимаемость
Роль скорости звука
Нелинейные волны
Применения в аэродинамике
Применения в теории газовых машин (двигатели, аэродинамические трубы)
Прочие приложения
Многокомпонентная химически реагирующая газовая смесь.
Уравнения баланса
Уравнение сохранения i-й компоненты
Уравнение сохранения импульса
Уравнение энергии
Понятие энтропии, уравнение производства энтропии
Уравнение состояния
Гипотеза об уравнении состояния
Вывод уравнения сохранения энтропии
«Силы» и «потоки», их линейная связь
Совершенный газ с постоянными теплоемкостями
Однородный невязкий газ
Совершенный газ с постоянными теплоемкостями
Совершенный двухатомный газ с релаксацией колебательной энергии
Закон равнораспределения энергии (газ с постоянными теплоемкостями)
Квантовый гармонический осциллятор, формула для колебательной энергии в равновесии
Две подсистемы: поступательно-вращательная и колебательная
Колебательная температура
Химически реагирующая смесь идеальных газов
Уравнение состояния
Кинетическая теория скоростей химических реакций
Идеально диссоциирующий газ
Теория звука. Дисперсия и поглощение звука в релаксирующем газе
Звук в газе без релаксации
Звук в релаксирующем газе
Дисперсионное соотношение
Одномерные нестационарные течения газа. Характеристики
Инварианты Римана
Простая волна
Применение решений типа простой волны к
анализу нестационарных течений совершенного газа
Задача о поршне, выдвигающемся из трубы, заполненной газом
Центрированная волна разрежения
Течение в области, граничащей с областью постоянного течения (или покоя), — простая волна
Опрокидывание простой волны сжатия
Характеристики уравнений одномерных нестационарных течений релаксирующего газа
Предельный переход к равновесному течению
Теория ударных волн
Соотношения на сильном разрыве
Стационарный прямой скачок уплотнения
Адиабата Гюгонио
Слабые ударные волны
Сильные ударные волны
Ударные волны в совершенном газе с постоянными теплоемкостями
Ударные волны в газе с релаксацией
Ударные волны с частичной дисперсией. Зона релаксации
Ударные волны с полной дисперсией
Нестационарные течения с ударными волнами
Задача о поршне, вдвигающемся в газ
Распад произвольного разрыва
Задача о сильном взрыве
Общие свойства стационарного адиабатического течения совершенного газа
Общие уравнения движения однородного сжимаемого газа
Интеграл Бернулли
Свойства движения
Важные определения
Выражения для параметров потока через параметры торможения и числа М и Л
Одномерная теория сопла Лаваля
Уравнение обращения воздействия
Формула сопла Лаваля
Течение релаксирующего газа
Течение через простое сопло
Течение через сопло Лаваля с уменьшением противодавления: расчетный и нерасчетный режимы
Неравновесное течение в сопле Лаваля.
Метод мгновенного замораживания
Общие свойства релаксирующего потока при расширении в сопле Лаваля
Уравнение релаксации. Замороженное и равновесное течения. Простые решения
Три характерных времени для течения в сопле
Метод мгновенного замораживания
Двумерные стационарные течения сжимаемого газа
Двумерные стационарные течения: плоские и осесимметричные
Теорема Крокко о вихрях
Потенциал скорости, уравнение для потенциала скорости в сжимаемом газе
Переменные годографа. Уравнение Чаплыгина
Трансзвуковые течения сжимаемого газа.
Особенности решения задач в переменных годографа Уравнение Эйлера—Трикоми — трансзвуковой аналог уравнения Чаплыгина
Уравнение для потенциала плоского почти однородного трансзвукового потока газа
Сверхзвуковые течения
Уравнения характеристик и «условия на характеристиках»
Вывод уравнений для характеристик из уравнения для потенциала
Характеристики в плоскости годографа для потенциальных течений
Течение типа простой волны
Обтекание выпуклой стенки
Обтекание выпуклого угла. Центрированная волна разрежения
Стационарное течение газа с релаксацией. Характеристики
Обтекание выпуклого угла релаксирующим газом. Качественная картина
Решение в окрестности первой характеристики веера
Переход к равновесию в течениях с конечными возмущениями на примере центрированной волны разрежения
Стационарные течения газа с ударными волнами
Поверхности разрыва
Косая ударная волна
Некоторые простые течения с ударными волнами
Отражение ударных волн
Обтекание клина
Обтекание пластины под углом атаки
Обтекание конуса
Течение около вогнутой поверхности
Аэродинамика тонкого профиля крыла .
Линеаризация уравнения для потенциала и интеграла Бернулли
Дозвуковое обтекание тонкого профиля, закон Прандтля-Глауэрта
Сверхзвуковое обтекание тонкого профиля, закон Аккерета
Околозвуковой закон подобия для тонких тел
Сверхзвуковое обтекание затупленных тел
Постановка задачи
Основные понятия и определения
Принцип независимости от числа Маха
Понятие о численных методах расчета сверхзвукового обтекания затупленных тел
Основные закономерности обтекания затупленных тел
Формула Рэлея
Формула Ньютона
Формула Буземана
Закон подобия для течения вблизи линии торможения
Сверхзвуковое обтекание тонких удлиненных тел
Анализ порядков возмущений для тонкого тела в гиперзвуковом потоке
Закон подобия при обтекании тонких тел с большой сверхзвуковой скоростью
Закон плоских сечений при обтекании тонких тел