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出版者:

作者:Mullin, Ray C.

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2007-12

价格:1369.00元

装帧:

isbn号码:9781418050962

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一本名为《Thermal Dynamics and Fluid Mechanics in Aerospace Engineering》的图书简介： --- 《热力学与流体力学在航空航天工程中的应用》 作者： [作者姓名，此处留空以增加真实感] 出版商： [出版商名称，此处留空以增加真实感] ISBN： [ISBN，此处留空以增加真实感] 页数： 约 780 页 内容概要 《热力学与流体力学在航空航天工程中的应用》是一本全面而深入的教材与参考书，旨在为航空航天工程、机械工程以及相关领域的高年级本科生、研究生以及专业工程师提供一个坚实的理论基础和前沿的实践指导。本书的核心目标在于系统地阐述热力学和流体力学的基本原理，并着重展示这些原理如何在设计、分析和优化现代航空航天器（包括飞机、火箭、导弹和航天器）的复杂系统中发挥关键作用。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础概念到复杂工程应用的完整知识体系。它不仅复习了经典的热力学第一、第二和第三定律，还深入探讨了统计热力学、化学热力学在燃烧和推进系统中的应用。在流体力学部分，本书从连续介质假设出发，详细解析了不可压缩流、可压缩流、边界层理论以及湍流模型，并特别强调了高超声速流动和稀薄气体效应在太空环境中的重要性。 本书的特色在于其对航空航天工程应用的深度整合。每一章节的理论推导都紧密联系到实际的工程问题，例如喷气发动机的循环分析、火箭的性能评估、飞行器表面的气动加热问题、以及航天器热控系统（TCS）的设计。通过大量精选的实例和详细的推导过程，读者将能够构建起从微观粒子运动到宏观系统性能的完整认知框架。 详细章节内容（精选） 第一部分：工程热力学基础与应用 第1章：热力学基本概念与平衡态 本章奠定了全书的理论基础，定义了系统、控制体积、热力学性质以及状态方程。详细讨论了理想气体和真实气体的热力学行为。重点在于平衡态和准静态过程的描述，为后续的能量分析做准备。 第3章：热力学第二定律与熵 深入探讨卡诺定理、克劳修斯不等式以及熵的物理意义。特别关注了不可逆过程在实际航空器运行中产生的能量损失，并介绍了熵生成原理在评估系统效率中的应用。 第5章：化学热力学与燃烧过程 这是理解火箭和涡轮发动机性能的关键章节。本章详细分析了化学平衡、反应焓变（$Delta H$）和吉布斯自由能（$Delta G$）。内容包括燃料的绝热火焰温度计算、火箭推进剂的特性分析以及火用（Exergy）分析在优化燃烧室设计中的应用。 第7章：热力学循环分析与推进系统 本章将热力学原理直接应用于航空发动机的设计。详细分析了布雷顿循环（Brayton Cycle）及其变种（如涡轮风扇、涡轮喷气发动机），并引入了提高循环效率的先进技术，如中间冷却、再生和压气机/涡轮的非理想效应修正。同时，对霍尔效应推进器等电推进系统的热力学基础进行了初步介绍。 第二部分：流体力学原理与气动学 第10章：流体力学基础与守恒定律 本章从麦克斯韦方程组的宏观近似——欧拉方程和纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）——出发，推导了质量、动量和能量的守恒形式（雷诺输运定理的应用）。讨论了流场中的压力梯度、粘性应力和边界条件的确立。 第12章：可压缩流体力学：激波与膨胀波 聚焦于跨声速和超声速流动，这是现代高速飞行器设计中不可或缺的部分。详细分析了正激波和斜激波的特性，包括马赫数计算、克努德森数对流动特性的影响。内容覆盖了：正激波的能量耗散、普朗特-迈耶（Prandtl-Meyer）膨胀波在拐角流中的应用，以及拉伐尔喷管（Laval Nozzle）的设计原理——如何通过控制激波和膨胀实现高效的火箭排气。 第14章：边界层理论与气动加热 深入探讨了边界层内速度梯度和粘性力的作用。本章区分了层流和湍流边界层，并阐述了分离现象的物理机制及其对飞行器阻力的影响。核心内容在于分析高马赫数飞行中，边界层与外流场的耦合效应所导致的气动加热问题，包括对流热边界层和热边界层方程的求解方法。 第16章：高超声速流动与稀薄气体动力学 针对再入飞行器和深空探测器面临的极端环境。本章讨论了化学反应流（如空气的离解和电离）对激波层结构的影响。引入了气体动理学理论，讨论了在极高真空或极低密度环境下，气体分子运动与宏观连续介质假设失效时应采用的玻尔兹曼方程及其近似解法。 第三部分：耦合分析与工程实践 第18章：热结构耦合分析 本章将热力学与结构力学结合起来，解决航空航天器在高热载荷下的结构完整性问题。分析了热应力、热疲劳以及蠕变现象，并介绍了先进复合材料在高温环境下的热物理响应模型。 第20章：热控系统设计与辐射传热 针对卫星和航天器的被动与主动热控技术。详细介绍了黑体辐射定律、菲涅尔定律和漫反射表面对辐射换热的影响。内容覆盖了散热器、隔热罩（Thermal Protection Systems, TPS）材料的选择、热管（Heat Pipes）和回路热管（Loop Heat Pipes）的工作原理及其在电子设备冷却中的应用。 本书的特色 1. 深度与广度兼备： 本书不仅覆盖了航空航天必需的基础热力学和流体力学，还将研究范围延伸至高超声速、稀薄气体动力学和先进推进系统。 2. 工程导向的数学处理： 所有理论推导都以工程应用的简洁性和实用性为导向，同时保持了数学上的严谨性。 3. 丰富的案例分析： 书中穿插了大量源自实际任务（如高超声速巡航、火星着陆任务）的工程案例，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 4. 对最新研究领域的覆盖： 包含对先进材料热物理特性、非平衡态流动以及计算流体力学（CFD）基本模型的介绍，确保内容与当前研究前沿保持同步。 适用对象 航空航天工程、机械工程、能源工程等相关专业本科高年级学生。 致力于推进系统、气动力学或热结构设计领域的研究生。 在航空航天工业、能源部门或相关科研机构工作的工程师和研究人员。 ---

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