具体描述
荣辉、付铁、杨梦辰主编的《机械设计基础》是根据审定的“高等学校工科本科机械设计基础课程教学基本要求”，结合多年教学实践编写的教材。本书主要介绍机械设计中所必需的基础知识、机器的组成、常见机构、常见机械零部件的设计及机械系统设计，同时也简要介绍了现代设计方法。书中引用的资料均为新标准。
《机械设计基础》可作为高等工科院校近机类、非机类专业学生的教材，也可供其他有关专业的师生和工程技术人员参考。
现代流体力学在航空航天工程中的应用 图书简介 本书深入探讨了现代流体力学理论及其在航空航天工程领域中前沿应用。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到复杂工程问题的系统性分析，旨在为航空航天工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入的学习和参考平台。 第一部分：流体力学基础与数值方法 本书首先回顾了经典流体力学的基本原理，包括流体的连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）和能量方程的推导与物理解释。重点阐述了层流与湍流的本质区别，并详细介绍了湍流模型在工程实践中的选择与应用，特别是雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型及其局限性。 在理论基础上，本书将大量的篇幅聚焦于计算流体力学（CFD）。详细介绍了有限体积法、有限差分法和有限元法在求解流体力学方程中的应用。特别关注了高精度格式（如WENO、DG方法）的构建及其在捕捉复杂流动结构（如激波、分离流）时的优势。书中详细阐述了网格生成技术的重要性，包括结构网格、非结构网格以及自适应网格细化（AMR）技术，并给出了在复杂几何体上进行有效网格划分的实际案例和策略。此外，还讨论了边界条件的选择（如零梯度、周期性、反向特征边界）对计算稳定性和精度的影响。 第二部分：高速气体动力学与激波现象 高速流动是航空航天领域的核心挑战之一。本部分深入剖析了可压缩流动的特性，从等熵流动、斜激波、正激波的理论分析入手，详细讲解了普朗特-迈耶尔（Prandtl-Meyer）函数在描述膨胀过程中的应用。 针对超音速和高超音速飞行器设计，本书重点分析了激波/边界层干扰问题。通过数值模拟和实验数据的对比，探讨了钝体绕流产生的头部激波的结构、分离点预测及热环境评估。对于跨音速流动，本书详细介绍了激波的产生、传播机制，以及如何利用面积率理论（如冯·卡门方法）和激波设计技术（如N-波设计）来最小化激波阻力。在高超音速领域，本书讨论了化学反应流动的耦合效应，包括高温气体的影响、分子松弛现象以及化学动力学在再入飞行器热防护系统（TPS）设计中的作用。 第三部分：空气动力学外形优化与升阻力控制 本部分将理论分析与工程设计紧密结合，侧重于如何利用流体力学原理来优化飞行器性能。 对于亚音速和跨音速翼型设计，书中不仅包含了经典的薄翼型理论（如卡门-高斯托夫斯基理论），还详细介绍了边界层分离控制技术，例如吹吸气（Blowing and Suction）的有效性分析、以及使用微小扰动（如等离子体激励器）来延迟失速和降低阻力的方法。 在先进气动布局方面，本书对涡流空气动力学进行了深入研究。通过对高迎角下翼尖涡和前缘涡的形成、演化和相互作用的详细三维CFD模拟，揭示了这些涡系如何产生非线性升力。书中分析了鸭翼、边条翼等增升装置对主翼涡系的影响机理。 此外，还探讨了气动弹性力学（Aeroelasticity）的基础，包括颤振的判据和抑制方法，这是高速飞行器结构安全的关键。 第四部分：推进系统中的流体工程 流体力学在火箭和喷气发动机的性能实现中起决定性作用。本书详细分析了不同类型发动机的内部流场。 对于喷气发动机，重点分析了压气机和涡轮叶片的三维粘性流动。通过研究叶片上的二次流、泄流和气动载荷，评估了其对效率和喘振裕度的影响。书中阐述了叶栅理论的现代发展，以及如何通过气动造型减小损失。 对于火箭发动机，详细讨论了喷管流的设计。从理想的轴对称收敛-扩张喷管性能分析，到非平衡流动的模拟，书中重点介绍了推力矢量控制（TVC）的流体机制，包括使用喷流导流片和二次喷气对主流的偏转效率评估。书中还探讨了液体火箭发动机燃烧室内的多相流混合与燃烧过程的CFD建模。 第五部分：空间环境与再入动力学 本部分聚焦于航天器在真空和稀薄大气环境中的流动问题。 详细分析了稀薄气体动力学（Rarefied Gas Dynamics），包括Knudsen数（Kn）在不同轨道高度和再入阶段的意义。重点讲解了玻尔兹曼方程的求解方法，以及如何应用DSMC（直接模拟分子法）来精确模拟高超音速再入过程中与稀薄大气分子的碰撞效应，这些效应在传统连续介质模型下无法捕捉。 此外，书中还覆盖了热质传递问题，特别是针对再入飞行器的烧蚀材料的热物理过程模拟，以及在微重力环境下液体燃料的表面张力主导的流动与相变问题。 全书配有大量的工程实例、前沿研究案例和高质量的流场图解，确保读者能够将理论知识转化为解决实际航空航天工程挑战的能力。
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