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《气动热化学:祝贺吴承康院士八十华诞文集》是“气动热化学”学术报告会大会邀请报告和吴承康院士代表性论著的文集，反映这一重要领域中的若干研究进展和发展前景。《气动热化学:祝贺吴承康院士八十华诞文集》分如下几个部分：第一部分的4篇邀请报告分别对内燃机燃烧、基础燃烧理论、高速飞行器防热试验、热等离子体等方面的研究进行有重点的介绍和综述；第二部分是吴承康院士曾经发表的代表性论文7篇，内容涉及内燃机爆震机理与瞬态气体温度测量，可燃气滞燃期的激波管测定，层流火焰传播速度测定方法，非对称射流煤粉稳燃技术，热等离子体射流等方面的研究成果，反映吴承康院士在“气动热化学”领域中多方面的贡献和从事创新科学研究的经验和体会。为了祝贺吴承康院士八十华诞，在文集的第三部分人生漫步中，收集了吴先生不同时期的、有代表意义的照片近50张，这些照片从不同的侧面反映吴先生的生活、学习、研究工作和学术活动。另外，文中还对吴先生的学术成就专门做了介绍。
《流体力学基础与应用》 书籍简介 本书旨在全面、深入地介绍流体力学这一核心工程科学领域的基础理论、分析方法与工程应用。内容涵盖从流体静力学到复杂湍流现象的广阔范畴，侧重于物理图像的构建与数学模型的建立，并辅以大量的实例分析，帮助读者建立扎实的理论基础与解决实际工程问题的能力。 第一部分：流体静力学与连续介质假设 (Foundations of Fluid Statics and Continuum Hypothesis) 本部分首先确立了流体力学的基本研究对象——流体。我们将详细探讨描述流体的基本概念，包括密度、比重、压力、粘度等宏观性质。重点解析了流体静力学的基本原理，包括帕斯卡定律、浮力（阿基米德原理）以及流体静力学基本方程的推导与应用。对于在静止流体中作用于平面和曲面上的总压力、合力和作用点（压力中心）的计算方法进行了详尽的阐述，这对于船体设计、水坝结构分析以及潜水器的受力评估至关重要。 在此基础上，本书深入讨论了“连续介质假设”的物理意义、适用范围及其在宏观尺度分析中的重要性。通过对微元体受力分析，我们引出了描述流体运动和变形的应力张量概念，特别是粘性流体中的牛顿内摩擦定律，为后续的动量方程建立奠定了张量分析的基础。 第二部分：流体运动的描述与基本方程 (Kinematics and Governing Equations of Fluid Motion) 流体运动的描述是流体力学的核心。本书介绍了描述流体场的两种主要观点：拉格朗日观点（跟随质点运动）和欧拉观点（固定空间点观测）。随后，通过运动学分析，推导了流体的基本运动参数，如速度梯度、应变率张量、涡度以及线化率。 方程的建立是物理定律在流体力学中的体现。本书系统地推导了三大守恒定律在流体运动中的形式： 1. 质量守恒定律（连续性方程）： 从体积微元体的质量不灭原理出发，推导出直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的连续性方程，并详细分析了不可压缩流体和等熵流体的简化形式。 2. 动量守恒定律（纳维-斯托克斯方程）： 这是描述粘性流体运动的核心偏微分方程组。本书将详细介绍牛顿第二定律在流体微元上的应用，推导出考虑体积力、表面张力和粘性力的完整纳维-斯托克斯方程。同时，也会介绍欧拉方程（适用于理想流体）及其与纳维-斯托克斯方程的关系。 3. 能量守恒定律： 针对包含热效应和做功的流体系统，推导出热力学第一定律在流体运动中的表达形式，包括考虑粘性耗散项和热传导项的能量方程。 第三部分：粘性流体流动的解析解与简化模型 (Analytical Solutions and Simplified Models for Viscous Flow) 在掌握了基本方程后，本部分专注于求解特定边界条件下的经典流动问题，这些解对于理解流体力学的基本机制至关重要。 1. 泊肃叶流（Couette-Poiseuille Flow）： 深入分析了平行平板间牛顿流体的稳定、层流流动，探讨了压力梯度对速度分布的影响。 2. 圆管内流动： 详细分析了哈根-泊肃叶流动（Hagen-Poiseuille flow），计算了沿程的压力损失，并引入了雷诺数（Reynolds Number, Re）这一关键无量纲参数，阐述了其在区分层流与湍流中的物理意义。 3. 薄层理论（Boundary Layer Theory）： 普朗特（Prandtl）的边界层理论是现代流体力学分析的基石。本书将介绍边界层的概念，推导普朗特边界层方程，并使用积分法（如卡门-波豪森方法）求解平板上中性边界层（Blasius方程的近似解）的摩擦阻力。 4. 流线函数与流函数（Stream Function）： 介绍流函数在二维、不可压缩流动分析中的应用，利用流函数简化了运动方程的求解过程。 第四部分：理想流体动力学与势流理论 (Inviscid Flow Dynamics and Potential Flow Theory) 对于雷诺数非常高或粘性影响可以忽略的流动，理想流体模型（欧拉方程）提供了一种简化的分析手段。 1. 伯努利方程的推导与应用： 基于动量方程和能量方程，推导出沿流线的伯努利方程，这是分析管道、喷嘴、文丘里管等流场中压力与速度关系的基础。 2. 环量定理与库塔-茹科夫斯基定理（Kutta-Joukowski Theorem）： 针对流体绕流物体的问题，引入环量概念，详细推导了翼型绕流产生的升力计算公式，这是空气动力学的基础。 3. 势流理论（Potential Flow）： 在假设流体无旋（$omega = 0$）的前提下，引入速度势函数 $Phi$。势流理论可将复杂的二维流动问题转化为求解拉普拉斯方程，本书将介绍源、汇、偶极子和匀流等基本势流单元，并通过叠加原理求解复杂外形（如圆柱、椭圆）的绕流问题，展示其在预测压力分布方面的有效性。 第五部分：相似律、量纲分析与湍流基础 (Similarity, Dimensional Analysis, and Introduction to Turbulence) 本部分侧重于工程应用中的缩尺效应和复杂流动的宏观描述。 1. 量纲分析与 Buckingham $Pi$ 定理： 讲解如何通过量纲分析（如雷诺数、弗劳德数、马赫数等）提取物理关系，指导实验设计和模型试验，实现不同尺度系统间的物理相似性。 2. 相似律： 阐述了动态相似和几何相似的要求，强调了确保模型试验结果可外推到原型工况的关键条件。 3. 湍流的特性与统计描述： 湍流是自然界和工程中最普遍的流动形态。本书会区分层流和湍流的特征，介绍湍流的随机性、瞬时性、三维性和扩散性。着重介绍雷诺时均化（Reynolds Averaging）方法，推导出雷诺时均纳维-斯托克斯方程，引入了雷诺应力这一新的未知量。 4. 湍流模型简介： 简要介绍处理雷诺应力的初步方法，如零阶模型（大涡流动的概念引入）和最基础的 $k-epsilon$ 二方程模型的物理背景，为后续计算流体力学（CFD）的学习做铺垫。 本书的特色在于结合了严格的数学推导与直观的物理图像解释，力求使读者不仅“知道”公式，更能“理解”公式背后的物理机制。通过对经典问题的深入剖析，为学生和工程师在处理实际工程问题如管道输送、水轮机设计、风洞试验等领域，提供坚实的理论工具和分析框架。
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