高等学校教材：气体动力学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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童秉纲 等 著

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• 气体动力学
• 流体力学
• 热力学
• 高等教育
• 教材
• 物理学
• 工程
• 第二版
• 气体流动
• 传热学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040348187

版次：2

商品编码：11064676

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-07-01

用纸：胶版纸

页数：471

字数：560000

正文语种：中文

内容简介

《高等学校教材：气体动力学（第2版）》是在1990年出版的《气体动力学》（第1版）的基础之上，按照工程力学专业气体动力学课程教学要求及国家相关标准和有关规定进行修订的，并汲取了不少高校院所授课专家提供的修订意见和建议。
本书注重揭示气体流动的基本力学原理，并力求用现代的观点来阐述；在讲述典型的气体动力学方法的同时，注意反映当代数值计算的趋势，并适当联系工程应用。
本书共9章，内容包括：基本概念和预备知识，理想气体运动的基本方程组，气体的一维定常流动，膨胀波和斜激波，理想气体定常势流的线化方法，定常超声速流动的特征线法，一维不定常流动，跨声速流动，高超声速流动引论。
本书可供理工科工程力学专业的本科生作为教材之用，亦可供工科有关专业的气体动力学课程作为教材之用，并可供有关教师、科研人员和工程技术人员参考。
本书第1版获1995年国家教委优秀教材一等奖、1998年教育部科技进步二等奖。

作者简介

童秉纲（1927-），男，江苏张家港人。1950年南京大学毕业，1953年毕业于哈尔滨工业大学研究生班，毕业伊始便担任该校理学教研室主任。1961年到中国科学技术大学近代力学系任教，曾担任流体力学教研室主任和系主任，1981年起任教授和博士生导师。1984年5月至1985年10月在加拿大滑铁卢大学和美国加州理工学院等4校任访问学者。1986年起在中国科学院研究生院任教至今。1997年当选中国科学院院士。主要从事空气动力学和气动热力学、非定常流与涡运动、生物运动力学等方面的研究。

孔祥言（1932-），男，安徽合肥人。1956年8月毕业于北京大学力学专业，到中国科学院力学所和上海机电设计院从事火箭设计计算工作。1963年起在国防科工委系统从事卫星空间技术研究设计，曾参与长征1号运载火箭和返回式卫星方案设计的部分工作。1975年到中国科学技术大学做教学和科研工作，20世纪80年代任副教授、教授、博士生导师。著有《高等渗流力学》，合作编著《气体动力学》。曾获国家科技进步三等奖一项，中国科学院和省部级一等奖多项。

邓国华（1941-），男，福建省龙岩市人，教授，享受国务院政府特殊津贴。1965年中国科学技术大学高速空气动力学专业毕业后留校任教，长期主讲气体动力学等课程。1995年合作编著《气体动力学》教材，荣获国家教委第三届优秀教材一等奖；1998年荣获教育部科技进步二等奖；多年合作从事“飞行器涡系间的相互作用及对气体特性影响”方面的研究，在美国航空航宇杂志以及国际实验流体力学年会上发表多篇论文。1990-2002年期间，担任中国科学技术大校学生处处长、招生与就业指导办公室（处）主任等职，并于1994年被国家教委授予“全国普通高校毕业生分配工作先进工作者”称号，1998年被中国科学院授予“中国科学院优秀教育管理工作者（地奥教育管理奖）”称号。现担任中国科学技术大学管理学院《MBA/MPA人》杂志副主编，并为人力资源相关专业硕士生主讲人力资源管理课程。

内页插图

目录

主要符号表
第一章 基本概念和预备知识
§1.1 绪论
§1.2 热力学状态和过程
§1.3 热力学定律和基本方程
1.3.1 内能
1.3.2 热力学第一定律，焓，热容
1.3.3 热力学第二定律，熵
1.3.4 热力学基本方程
§1.4 完全气体的热力学特性
1.4.1 热完全气体状态方程
1.4.2 量热完全气体状态方程
1.4.3 基本热力学函数的确定
§1.5 化学热力学简介
1.5.1 化学反应式
1.5.2 化学热力学基本方程
1.5.3 有化学反应的热完全气体混合物的热力学特性
1.5.4 化学平衡准则
§1.6 声速，马赫数
1.6.1 声速
1.6.2 马赫数，气流速度范围的划分

第二章 理想气体运动的基本方程组
§2.1 引言
§2.2 连续性方程——质量守恒方程
2.2.1 随体观点的积分形式和微分形式
2.2.2 当地观点的积分形式和微分形式
2.2.3 直角坐标和曲线坐标中连续性方程的表达式
§2.3 物质导数的变换关系
2.3.1 微分形式的变换关系
2.3.2 有限质量系统积分形式的变换关系
§2.4 理想气体的动力学方程
§2.5 动力学方程的几个积分
2.5.1 含有涡量及压力函数的动力学方程
2.5.2 拉格朗日（Lagrange）积分
2.5.3 伯努利（Bernoulli）积分
2.5.4 欧拉积分
§2.6 理想气体的能量方程
2.6.1 随体观点的能量方程
2.6.2 当地观点的能量方程
2.6.3 克罗柯（Crocco）方程
§2.7 理想气体的基本方程组，初始条件和边界条件
2.7.1 微分形式的基本方程组
2.7.2 边界条件和初始条件
2.7.3 小结

第三章 气体的一维定常流动
§3.1 引言
§3.2 绝热流和等熵流的基本关系
3.2.1 能量方程及其特征常数
3.2.2 量纲一的速度λ
3.2.3 沿流线的等熵流关系式
3.2.4 比流量密度和流量公式
§3.3 广义一维定常流的基本方程组
3.3.1 几个制约因素在基本方程中的数学表示
3.3.2 广义一维定常流的基本方程组
3.3.3 流动特性参数的微分关系式
§3.4 气体沿变截面管道的等熵流动
3.4.1 流动参数与截面面积变化的微分关系
3.4.2 积分关系式
3.4.3 喷管的流速与流量的计算
§3.5 定常正激波
3.5.1 正激波的形成过程简述
3.5.2 激波的厚度及激波的数学模型
……
第四章 膨胀波和斜激波
第五章 理想气体定常势流的线化方法
第七章 一维不定常流动
第八章 跨声速流动
第九章 高超声速流动引论
数表
参考文献
索引
作者简介

图书简介：流体力学基础与应用 本书旨在全面、深入地介绍流体力学的基础理论及其在工程和自然科学中的广泛应用，是为理工科专业学生，特别是机械、航空航天、土木工程、化学工程及物理学等领域的研究人员和工程师量身定制的权威教材。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，从流体力学的基本概念出发，层层递进，系统阐述了经典流体力学理论的各个核心分支。我们力求在保持理论深度和严谨性的同时，兼顾工程实际应用的需求，帮助读者构建扎实的理论基础和解决实际问题的能力。 --- 第一部分：流体力学基础概念与描述 本部分着重于建立流体运动的数学框架和基本描述工具。 第一章：流体力学的基本概念与研究方法 本章首先界定了流体的概念，区分了牛顿流体与非牛顿流体。随后，详细介绍了流体力学的两种主要研究方法——拉格朗日描述法和欧拉描述法，并探讨了物质导数（随体导数）的概念及其在描述流体运动中的核心地位。讨论了流场的概念，包括速度场、压力场和密度场，并引入了流线、迹线和流迹线，帮助读者直观理解瞬时流场与随时间变化的流场。 第二章：流体静力学 本章聚焦于流体处于平衡状态下的力学规律。我们从流体中微团所受的力学平衡出发，推导出静力学基本方程——欧拉方程的静力学形式。详细分析了液体中压力的变化规律，包括在不同坐标系下的表示。重点讲解了压强、压力中心的概念，以及浮力、浮心和稳度，并提供了大量关于液位测量、水工结构受力分析的工程实例。 第三章：流体运动学 本章专注于描述流体的运动状态，而不涉及作用于流体上的力。内容涵盖了流场的运动学描述，如速度梯度张量、应变率张量。深入探讨了流动的基本特征，包括流线的几何性质。本章还引入了流体变形的关键概念，如线元伸长率、角变形率和涡量，为后续的动量方程建立奠定了数学基础。 --- 第二部分：流体动力学方程组 本部分是全书的核心，系统推导并分析了描述流体运动的控制方程组。 第四章：流体动力学基本方程 本章从微小流体微团的守恒定律出发，严谨地推导出流体力学的核心方程组： 1. 连续性方程（质量守恒）： 以不同坐标系形式表述，重点分析了不可压缩流体的简化形式。 2. 欧拉方程（动量守恒）： 阐述了压力、体积力和表面力对流体运动的影响。 3. 能量方程： 基于热力学第一定律，推导了考虑粘性耗散的能量方程，并讨论了热力学状态方程在流体问题中的应用。 第五章：粘性流体的运动方程与流函数 本章将粘性效应纳入考量，推导了描述粘性流体运动的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程。详细讨论了牛顿流体的粘性应力本构关系。此外，对于二维不可压缩流动，本章引入了流函数（Stream Function）的概念，并展示了如何利用流函数简化N-S方程组，将其转化为一个单一的泊松方程或双调和方程。 第六章：量纲分析、相似性与无量纲数 本章提供了处理复杂流体问题的强大工具。通过π定理（Buckingham $pi$ Theorem），系统讲解了如何进行量纲分析，识别影响流动特性的关键物理参数。详细解释了雷诺数（Reynolds Number, Re）、马赫数（Mach Number, Ma）、弗劳德数（Froude Number, Fr）等重要无量纲参数的物理意义及其在流动相似性中的应用，为实验设计和工程放大提供了理论指导。 --- 第三部分：经典流动分析与工程应用 本部分将理论方程应用于具体的流动问题，涵盖了理想流动、粘性边界层理论以及压缩性流动的基础。 第七章：理想流体流动 本章研究忽略粘性影响的理想流体。首先回顾了势流理论，并基于速度势函数和流函数建立了二维无旋流动方程。详细分析了圆柱绕流、二维翼型绕流等经典问题，并引入了达西-布拉格定理（D’Alembert's Paradox）及其在物理现实中的修正。 第八章：粘性流动的解析解 本章针对简单的、具有解析解的粘性流动问题进行深入分析，这些问题通常是N-S方程在特定简化条件下的特解。重点讨论了圆管中的泊肃叶流（Poiseuille Flow）和平行平板间的Couette流，分析了速度分布、压降与流量的关系，并验证了粘性效应在近壁区的关键作用。 第九章：边界层理论基础 本章是连接理想流动与实际粘性流动的桥梁。引入了边界层概念，解释了粘性效应在高速流动中如何局限于壁面附近。推导了普朗特边界层方程，并通过布拉修斯（Blasius）方程的相似解法，分析了平板上的均匀流边界层发展，包括摩擦阻力系数的计算。同时，讨论了动量积分方程及其在求解分离现象上的初步应用。 第十篇：不可压缩流动的工程应用 本章聚焦于工程中常见的不可压缩流问题。详细讲解了管道中的流动，包括沿程阻力（达西-韦斯巴赫公式）、局部阻力（局部阻力系数）和水头损失的计算。分析了管道系统中的流速、流量控制，以及泵、阀门等流体机械对水头损失的影响。 第十一章：可压缩流动的初步探讨 本章引入了气体动力学的基础概念，主要针对低速或声速附近的气流。重点介绍了等熵流动的基本原理，包括压比、喉道效应。详细分析了一维等熵流动的基本关系式，并引入了正激波和斜激波的概念，为后续更深入的气体动力学研究奠定基础。 --- 附录与特色 本书的附录部分提供了工程计算所需的关键工具： 附录 A：常用流体物理性质表 附录 B：流体力学中的张量分析基础 附录 C：常用流体力学公式的矢量形式总结 本书的特色在于： 1. 强调物理图像： 在复杂的数学推导之后，总会回归到对物理现象的直观理解。 2. 工程导向： 每一章的理论讲解后都紧密结合工程实例和算例，使理论知识具有直接的实用价值。 3. 难度适中： 内容深度足够支持本科高年级和研究生初期的学习，同时避免了过多复杂的非线性偏微分方程的解析求解，侧重于理解物理机制和方程组的结构。 通过本书的学习，读者将能够熟练运用流体力学原理分析和解决从简单管道流动到复杂边界层分离等一系列工程难题。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究流体动力学的一些前沿课题，偶然间听同行推荐了这本《气体动力学（第2版）》，拿到手后，确实让我感到惊喜。与我之前接触的一些侧重基础理论的著作不同，这本书在阐述经典理论的同时，大量引入了最新的研究成果和计算方法。特别是关于高超声速流动、稀薄气体动力学以及气体动力学在等离子体物理中的应用等章节，写得非常详实，引用的文献也很有代表性。我特别欣赏书中关于数值模拟方法的介绍，详细讲解了不同方法的原理、优缺点以及适用范围，这对于我进行数值计算非常有指导意义。书中一些复杂的数学推导，作者也提供了清晰的逻辑链条和直观的物理图像，使得理解起来不至于过于困难。当然，作为一本进阶的教材，它还是需要一定的基础知识，但对于已经有一定流体力学背景的研究者来说，这本书无疑是一本宝贵的参考书。它不仅能帮助我巩固现有的知识，还能拓宽我的视野，了解更多领域的发展动态。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一开始对《气体动力学（第2版）》这本书的期望值不高，毕竟“教材”这个词在我看来，往往意味着枯燥和死板。然而，这本书完全颠覆了我的认知。它不仅仅是冰冷的公式和定义，更是充满了智慧的火花。作者巧妙地将抽象的物理概念具象化，通过生动的类比和深入浅出的讲解，让我这个曾经对气体动力学感到头疼的学生，也能够津津有味地阅读下去。书中对于一些关键理论的推导，不仅逻辑严密，而且注重引导读者思考，比如在讲解能量守恒定律时，作者会引导你去思考能量在不同形式间的转化，以及这些转化对宏观流动的影响。我最喜欢的是书中对各种气体流动现象的解释，例如马赫数、激波、膨胀波等等，作者都给出了非常直观的物理图像，让我仿佛能够“看到”这些看不见的气流在空间中的运动。这本书就像一位循循善诱的良师益友，在不知不觉中提升我的理解能力，让我对这个领域充满了好奇和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当初拿到《气体动力学（第2版）》这本书，只是因为它是课程指定的教材，并没有抱太大的期望。我以为会是那种枯燥乏味的理论堆砌，但事实证明我错了。这本书的编排设计非常合理，每一章的内容衔接自然，逻辑清晰。我最喜欢的是书中对物理概念的解释，它不仅仅给出公式，还会深入剖析公式背后的物理意义，比如熵增原理在气体流动中的体现，以及激波和膨胀波是如何形成的。书中还穿插了很多历史性的发展脉络，介绍了一些经典实验和理论的提出过程，这让我对气体动力学的发展历程有了更深刻的认识，也更能理解这些理论是如何一步步成熟起来的。更重要的是，这本书在数学推导上处理得相当得体，不会让人感到眼花缭乱，作者会尽量用简洁明了的方式展现关键步骤，并且会提醒读者注意一些重要的假设条件。总之，这是一本让我对气体动力学产生浓厚兴趣的书，它不仅仅是一本教材，更像是一个引人入胜的故事。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对工程热物理领域有着浓厚兴趣的在读博士生，我一直在寻找一本既能系统梳理气体动力学基础，又能涵盖当前研究热点的参考书。这本《气体动力学（第2版）》恰恰满足了我的需求。它在理论深度上做得非常扎实，从基础的理想气体模型到更复杂的真实气体效应，都做了细致的论述。我尤其欣赏书中关于粘性流和无粘流的对比分析，以及对边界层理论的深入讲解，这对于理解实际工程中的复杂流动现象至关重要。更让我惊喜的是，本书在一些应用章节，例如压缩性流动、冲压式发动机和涡轮机械等，给出了非常具体的工程算例和设计原则。这些内容不仅能帮助我理解理论在实际中的应用，还能为我的课题研究提供灵感和思路。本书的语言风格严谨又不失可读性，大量的图表和示意图也大大增强了理解的直观性。对于任何希望在气体动力学领域深入研究的学生和工程师来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本《气体动力学（第2版）》真是让我眼前一亮，虽说是教材，但内容深入浅出，一点也不枯燥。我之前对气体动力学了解不多，只觉得是物理学里比较抽象的一块，但翻开这本书，里面的概念解释得格外清晰，比我大学时看的某些教材要生动形象得多。它不仅仅是理论的堆砌，更注重实际应用，我尤其喜欢书中那些贴近工程实际的例子，比如在航空航天、内燃机等领域的阐述，让我看到了这些理论是如何转化为解决实际问题的工具的。有时候读着读着，就会联想到自己工作中的一些场景，然后恍然大悟，原来是这么回事！作者的语言风格很到位，不会过于学术化，但又不失严谨，读起来感觉就像是一位经验丰富的老师在循循善诱。每章的结尾都有一些习题，难度适中，既能检验学习效果，又不会让人产生畏难情绪。我本来是抱着学习的心态来阅读的，结果却有一种在探索新世界的惊喜感，对气体动力学的兴趣也一下子被点燃了。这本书确实是一本非常优秀的教材，也适合对该领域感兴趣的初学者。

评分☆☆☆☆☆

好书 便宜

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高等学校教材：气体动力学（第2版），，，

评分☆☆☆☆☆

书的内容非常好，就是我买到的书，有几页的印刷质量很差，有重影。

评分☆☆☆☆☆

内容很不错拿起来看了一会舍不得放下啊很喜欢他的文采读起来很有感觉高等学校教材气体动力学（第2版），很值得看价格也非常便宜比实体店买便宜好多还省车费书的内容直得一读阅读了一下写得很好高等学校教材气体动力学（第2版）是在1990年的气体动力学（第1版）的基础之上，按照工程力学专业气体动力学课程教学要求及国家相关标准和有关规定进行修订的，并汲取了不少高校院所授课专家提供的修订意见和建议。本书注重揭示气体流动的基本力学原理，并力求用现代的观点来阐述在讲述典型的气体动力学方法的同时，注意反映当代数值计算的趋势，并适当联系工程应用。本书共9章，内容包括基本概念和预备知识，理想气体运动的基本方程组，气体的一维定常流动，膨胀波和斜激波，理想气体定常势流的线化方法，定常超声速流动的特征线法，一维不定常流动，跨声速流动，高超声速流动引论。本书可供理工科工程力学专业的本科生作为教材之用，亦可供工科有关专业的气体动力学课程作为教材之用，并可供有关教师、科研人员和工程技术人员参考。本书第1版获1995年国家教委优秀教材一等奖、1998年教育部科技进步二等奖。内容也很丰富一本书多读几次快递送货也很快还送货上楼非常好很励志的书内容充实文笔朴实结构紧凑获益匪浅高等学校教材气体动力学（第2版）超值买书就来来京东商城价格还比别家便宜还免邮费不错速度还真是快而且都是正版书非常适合睡前看大部分写得温温和和的适合睡前的心情和状态三分钟一篇翻几页然后轻松地淡淡地睡着人生低谷朋友介绍读了她部分文章从此一发不可收拾认识并不长慢慢看一切都要慢慢来文字总是那么平淡但是却不简单读的时候很轻松但是收获却非常大读谢谢你离开我的过程好比自己内心进行的毫无保留的对话放松毫无戒备和保留敞开内心面对最真实的自己告诉自己的最真实的想法久违的放松很珍贵书很精致一直很喜欢她的书世界这么大这么美如果在我最美的年华仅仅只能像井底之蛙一样自以为是的享受着安逸的市井平淡生活那等我老了照片中再也呈现不出青春的无忧笑容了再也没精力越走越远了没有孤独时还能想起来就笑出来的回忆时我会不会唏嘘一辈子的时光已过遗憾却再也无法修补高等学校教材气体动力学（第2版）是在1990年的气体动力学（第1版）的基础之上，按照工程力学专业气体动力学课程教学要求及国家相关标准和有关规定进行修订的，并汲取了不少高校院所授课专家提供的修订意见和建议。本书注重揭示气体流动的基本力学原理，并力求用现代的观点来阐述在讲述典型的气体动力学方法的同时，注意反映当代数值计算的趋势，并适当联系工程应用。本书共9章，内容包括基本概念和预备知识，理想气体运动的基本方程组，气体的一维定常流动，

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