吴子牛气体动力学讲义_lecture01
时间：2025-04-23
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I: 气体动力学第一讲引言 2001年9月11日星期二 上午9:50-中午12:15 明理楼422第一讲
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引言内容提要 气体动力学的历史 气体动力学的发展 气体动力学研究内容 如何学好气体动力学 等等
第一讲，引言
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介绍吴子牛电话：62773794
清华大学(1999-今) 北京航空航天大学(1994-1999) 法国高等工艺与职业工程师大学(1992-1994) Ph.D. of University of Paris VI (1992) DEA of Ecole Centrale of Paris (1988) Batchelor of BIAA(1985)第一讲，引言
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答疑与作业 刘淼儿 办公室：力学系，1505 电话：62785543 教材：气体动力学，高等教育出版社， 童秉纲，孔祥言，邓国华
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气体动力学的历史气体动力学的出现 什么是气体动力学 (Gasdynamics)? 名称出现： J. Ackeret, 高速(可压缩)气 体的运动规律及与 物体的相互作用 涉及热力学与流体 力学之间的紧密联 系第一讲，引言1927, Gasdynamik. In Handbuch der Physik VIII, H. Geiger and K. Scheel, eds., Springer Berlin, pp.289-342
工程背景：蒸气机、炮弹、 爆炸等涉及到气流的可压 缩性后，尤其以 Rankine(1870)的激波研究 作为里程碑，出现了气体 动力学的初步研究。在航 空航天领域尤为重要。
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什么是激波？ 激波定义：有限振幅的力学波动、物理参数从 一种状态、经历若干个分子平均自由程的距离 后，跳跃到另外一种状态，宏观上可以看成间 断，在静止气体中以超音速传播。 自然现象. Earnshaw(1851)发现雷电的超音速 传播现象，即雷的响声传播速度快于音速.雷 电实际上导致了激波的产生. 伴随激波产生的 还有陨石坠落、火山喷发、太阳风、等等. 人工激波. 子弹、超音速飞机、运载火箭、 导弹.第一讲，引言
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激波的研究 激波一词首先由Toepler提出 (之前出现过压缩波、表面 间断、正波、等):A. Toepler (1864), Beobachtungen nach einer neuen optischen methode, Max Cohen & Sohn, Bonn, p.43. 激波的研究经历了长久的争论，发展到了一门成熟且方兴 未 艾 的 学 科 : G. Ben-Dor, O. Igra, and T. Elperin (2001), Handbook of Shock Waves, Vol. I-III, Academic Press. 激波涉及多学科交叉内容。 连环撞车、地震波、宇宙大 爆炸、用激波将石墨变为人造钻石、用激波粉碎胆结石、 原子弹爆炸、等等. 第一讲，引言
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气体动力学的发展 气体动力学(Gasdynamics)初步奠基(1870-1935), 涉及蒸汽机、雷电、炮弹、爆炸等一般可压缩 性流动。 气动热力学(Aerothermodynamics)发展(1935- 1950),涉及喷气飞机、火箭喷气技术、燃气 轮机。 气动热化学(Aerothermochemistry)的发展 (1950-今)(空气动力学与化学热力学、统 计物理和化学动力学的结合),涉
及航天飞行 器、高速火箭和高超音速飞机的高超声速和高 温流动问题，包括气动热和烧蚀问题。第一讲，引言
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涉及气体动力学的工程问题 航天飞机的发射 航天飞机的回收 航天飞机爆炸 喷气飞机飞行 原子弹爆炸 等等
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太阳能飞机太阳神号
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气体动力学与经典流体力学 经典流体力学(Hydrodynamics):流体不可压缩， 控制方程只涉及运动学(质量守恒)和动力学 (牛顿定律) 气体动力学考虑可压缩性，涉及运动学、动力 学、热力学(能量守恒)和气体的物理化学 (状态方程、化学反应、气体输运)等四个方 面的非线性相互耦合。 空气动力学涉及低速和高速，气体动力学只涉 及高速第一讲，引言
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气体动力学研究的内容 预备内容：热力学(状态方程、热力学 定律、完全气体的热力学特性、化学热 力学、等)与流体力学基本方程 一维管道流动、膨胀波与斜激波、线化 法、特征线法、相似律、高超声流
第一讲，引言
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气体动力学解决的问题 绕(外)流问题：给定外形和定解条件， 求流动参数和气动力(正问题),或给 定部分流动条件和气动力指标，求解最 佳外形(反问题)。 内流问题：研究气流在通道(喷管、涡 轮机、激波管)中的流动规律。 基本解的形式和相互作用，如激波与激 波的相互作用，激波与涡的相互作用。第一讲，引言
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如何学好气体动力学等？ 认真回忆热力学基本知识和流体力学基 础知识。 体会趣味性：建立气体动力学与科学、 技术及自然现象之间的联系。 承认枯燥性：把气体动力学当着哲学， 而非一门具体科学，多掌握思维方法。 从枯燥中体会乐趣，从抽象中领悟具体。第一讲，引言
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要领提示 气体动力学背景 气体动力学的大致内容 气体动力学的发展过程
合作习题(1)查资料，阅读并介绍有关航空、航天等一般工 程问题中所发生的气体动力学过程； (2)查资料，阅读并介绍原子弹爆炸所发生的基本 物理过程，尤其是气体动力 …… 此处隐藏：559字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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