现代可压缩流：以历史的视角：双语教学译注版（第3版）

关于读者：
　　安德森教授以其卓著的专业知识和教育成就蜚声美国和全世界。他讲授超过40门短期课程，听众包括空军军官学校，美国政府，以及英国的劳斯莱斯，比利时的冯卡门研究中心。这些课程包括开创性的高超声速气体动力学，这是由美国航空航天学会（InstituteofAeronauticsandAstronautics）和马里兰大学赞助的，并且使用卫星进行全国性的直播。在出版领域，1987年McGraw-Hill出版社聘请安德森教授作为McGraw-Hill航空航天工程系列书籍的资深顾问编辑。

内容简介：
　　本书主要介绍机身实际制造过程中制孔和锪窝的自动化应用。由于这是对机身制造商投资回报率最高的领域，作者提供了一个阶梯式的方法来评估应用自动化的可能区域，并详细阐明了选择、获取和转换正确机械方法的过程。最后，介绍了关于机身制造在未来10~15年内的发展前景。
　　全书共13章，分别为机体连接存在孔的原因；成本驱动的机体制造；自动化的激励与制约；自动钻锪分类；机械自动化代替手工制孔前的思考；如何正确选择自动化；安装步骤；测试程序；生产转化；培训；维护；自动化的社会冲击；未来的机体及自动化技术总结。

作者简介：
　　小约翰·D·安德森，1937年10月1日出生于宾夕法尼亚州的蓝卡特市。1959年以优异的成绩毕业于佛罗里达州大学，获得航空工程学士学位。
　　1959~1962年，他作为随军任务科学家在莱特·帕特森空军基地航空航天实验室工作。1962~1966年，他进入俄亥俄州立大学学学，并在美国国家自然科学基金会和NASA奖学金的资助下，攻读航空航天工程学博士学位。1966年，他加入美国海军军械实验室，任高超声速研究组的首席科学家。1973年他成为马里兰大学航空航天工程系系主任，并自1980年起在那里任教授，1982年获得该校“杰出学者/教授”称号。在马里兰大学，他还于1993年被聘为自然科学哲学和科学委员会全职教员，并在1996年被聘为历史系教员。1996年，他被授予“格伦·L·马丁航空航天工程教育杰出教授”称号。1999年，他从马里兰大学退休，并获“荣誉退休教授”称号。他目前是史密斯学会美国国家航空航天博物馆空气动力学馆的馆长。
　　安德森博士出版了8本专著（Mcgraw-hillEducation（MHE）出版了其中6本。我国航空工业出版社已从MHE引进或计划引进5本，包括《空气动力学基础》（2014年2月出版）、《现代可压缩流：以历史的视角》（2017年6月出版）、《飞行导论》（2017年11月出版）、《计算流体力学》（2017年11月出版）、《飞行器性能与设计》（计划）），发表了120多篇论文。安德森博士被收入《美国名人录》。他是美国航空航天学会（AIAA）荣誉会员、伦敦英国皇家航空学会会员。1988年，他被选为AIAA教育委员会副主席。1989年，他获得美国工程教育学会和AIAA联合颁发的JohnLelandAtwood奖，以表彰他“对航空航天工程教育的贡献所产生的永久性的影响”。1995年，他被授予AIAA航空航天文献奖，以表彰其“在航空航天工程领域编写了因易读、表述清晰且包括历史内容而在世界范围内引起广泛赞誉的本科生和研究生教材”。1996年，他被选为AIAA出版委员会副主席。2000年，他被AIAA授予航天学“冯·卡门讲师”荣誉称号。从1987年至今，安德森博士一直是Mcgraw-HillEducation航空航天工程系列丛书的资深顾问编辑。

目录：
第1章　可压缩流——历史和引述……1
1.1　历史里程碑……………………………9
1.2　可压缩流定义…………………………12
1.3　流态分类………………………………15
1.4　热力学简单回顾………………………19
1.5　物体上的气动力………………………33
1.6　现代可压缩流…………………………36
1.7　小结……………………………………38
　　 作业……………………………………38

第2章　无黏流动积分形式守恒方程…41
2.1　原理……………………………………43
2.2　方法……………………………………43
2.3　连续方程………………………………45
2.4　动量方程………………………………46
2.5　短评……………………………………49
2.6　能量方程………………………………50
2.7　最终短评………………………………53
2.8　动量方程的应用：喷气推进发动机推力……………………………………54
2.9　小结……………………………………63
　　 作业……………………………………64

第3章　一维流动………………………65
3.1　介绍……………………………………67
3.2　一维流动方程…………………………71
3.3　声速和马赫数…………………………74
3.4　流动参数的方便定义…………………77
3.5　能量方程的其他形式…………………78
3.6　正激波关系式…………………………86
3.7　许贡纽方程……………………………98
3.8　一维加热流…………………………102
3.9　一维有摩擦流………………………111
3.10　历史摘记：声波和激波…………117
3.11　小结………………………………121
　　 作业………………………………124

第4章　斜激波和膨胀波……………127
4.1　介绍…………………………………129
4.2　斜波根源……………………………131
4.3　斜激波关系式………………………133
4.4　绕尖楔和圆锥的超声速流…………145
4.5　激波极线……………………………149
4.6　激波在固壁上的规则反射…………152
4.7　关于超声速流经过多波系的讨论…157
4.8　压力—偏转角曲线…………………158
4.9　异侧激波的相交……………………159
4.10　同侧激波的相交…………………161
4.11　马赫反射…………………………163
4.12　钝头体前的脱体激波……………165
4.13　三维激波…………………………166
4.14　普朗特-迈耶膨胀波……………167
4.15　激波-膨胀波理论………………174
4.16　历史摘记：普朗特对超声速流的早期研究和普朗特-迈耶理论的起源183
4.17　小结………………………………186
　　 作业………………………………187

第5章　准一维流……………………191
5.1　介绍…………………………………195
5.2　控制方程……………………………196
5.3　面积—速度关系式…………………199
5.4　喷管…………………………………202
5.5　扩压器………………………………218
5.6　波在自由面上的反射………………226
5.7　小结…………………………………228
5.8　历史摘记：拉瓦尔传略……………228
5.9　历史摘记：斯托多拉和首次定形性的超声速喷管试验……………………230
5.10　小结………………………………232
　　 作业………………………………234

第6章　无黏流动微分形式守恒方程239
6.1　介绍…………………………………241
6.2　微分形式守恒方程…………………242
6.3　实质导数……………………………244
6.4　非守恒型微分方程…………………247
6.5　熵方程………………………………253
6.6　克罗科定理：可压缩流热力学和动力学的关系………………………254
6.7　历史摘记：守恒方程的早期发展…256
6.8　历史摘记：莱昂哈德·欧拉生平简介…………………………………258
6.9　小结…………………………………260

第7章　非定常波运动………………261
7.1　介绍…………………………………263
7.2　运动的正激波………………………266
7.3　反射激波……………………………273
7.4　波传播的物理画面…………………277
7.5　声学理论基本要点…………………279
7.6　有限（非线性）波…………………285
7.7　入射和反射膨胀波…………………291
7.8　激波管关系式………………………297
7.9　有限压缩波…………………………298
7.10　小结………………………………300
　　 作业………………………………300

第8章　一般守恒方程的再讨论：速度势方程…………………303
8.1　介绍…………………………………304
8.2　无旋流动……………………………304
8.3　速度势方程…………………………308
8.4　历史摘记：流体旋转和速度势思想的起源…………………………312

第9章　线化流动……………………315
9.1　介绍…………………………………317
9.2　线化速度势方程……………………318
9.3　线化压力系数………………………322
9.4　线化亚声速流动……………………324
9.5　改进的压缩性修正…………………333
9.6　线化超声速流………………………335
9.7　临界马赫数…………………………342
9.8　小结…………………………………348
9.9　历史摘记：1935年沃特会议——现代可压缩流的开始及其前后相关事件…349
9.10　历史摘记：普朗特小传…………354
9.11　历史摘记：葛劳渥小传…………357
9.12　小结………………………………358
　　 作业………………………………360

第10章　锥形流………………………363
10.1　介绍………………………………364
10.2　锥形流的物理形态………………366
10.3　定量公式（仿照特勒和麦科尔的方法）………………………………366
10.4　数值求解步骤……………………371
10.5　绕圆锥的超声速流的物理形态…372
　　 作业………………………………375

第11章　定常超声速流的数值技术…377
11.1　计算流体力学简介………………380
11.2　特征线法思想……………………383
11.3　特征线的确定：二维无旋流……386
11.4　相容方程的确定…………………391
11.5　单元过程…………………………392
11.6　影响域和依赖域…………………396
11.7　超声速喷管设计…………………397
11.8　轴对称无旋流动的特征线方法…403
11.9　有旋（非等熵和非绝热）流动的特征线方法………………………407
11.10　特征线的三维方法………………409
11.11　有限差分介绍……………………411
11.12　麦科马克方法……………………417
11.13　边界条件…………………………418
11.14　稳定性判据：CFL判据…………420
11.15　激波捕捉法和激波装配法：守恒和非守恒方程………………………422
11.16　在航天飞机上应用特征线法与有限差分法求解结果的比较…………423
11.17　历史摘记：特征线方法在超声速流动中的首次实际应用…………426
11.18　小结………………………………428
　　 作业………………………………429

第12章　时间推进技术：在超声速钝头体和喷管上的应用………431
12.1　定常流动时间推进求解思想简介434
12.2　稳定性判据………………………440
12.3　钝头体问题——定性特征和限制特征线……………………………441
12.4　牛顿理论…………………………443
12.5　钝头体问题的时间推进求解……445
12.6　钝头体流场结果…………………450
12.7　二维喷管流动的时间推进求解…453
12.8　时间推进技术的其他方面：人工黏性…………………………455
12.9　历史摘记：牛顿正弦平方定律——深入讨论…………………………458
12.10　小结………………………………460
　　 作业………………………………461

第13章　三维流动……………………463
13.1　介绍………………………………464
13.2　有迎角锥流：定性方面…………466
13.3　有迎角锥流：定量方面　………474
13.4　有迎角的钝头体…………………484
13.5　停滞流线和最大熵流线…………494
13.6　评论和小结………………………495

第14章　跨声速流……………………497
14.1　介绍………………………………500
14.2　跨声速流的一些物理属性………501
14.3　跨声速流的理论特性：跨声速相似性……………………………505
14.4　小扰动速度势方程求解：穆曼-科尔法……………………510
14.5　全速势方程数值求解……………516
14.6　欧拉方程数值求解………………525
14.7　历史摘记：跨声速飞行——发展、挑战、失败和成功…532
14.8　小结和评论………………………544

第15章　高超声速流…………………547
15.1　介绍………………………………549
15.2　什么是高超声速流………………550
15.3　高超声速激波关系式……………555
15.4　当地表面倾角法：牛顿理论……559
15.5　马赫数无关性……………………565
15.6　高超声速小扰动方程……………570
15.7　高超声速相似性原理……………574
15.8　计算流体力学应用于高超声速：一些评论…………………………581
15.9　小结和最终评论…………………583

第16章　高温气体性质………………585
16.1　介绍………………………………587
16.2　气体的微观描述…………………590
16.3　计算给定宏观态的微观态数……598
16.4　最大概率宏观态…………………600
16.5　极限情形：玻耳兹曼分布………602
16.6　依据配分函数计算热力学属性…604
16.7　依据T和V计算配分函数………606
16.8　单组分气体热力学性质的实际计算………………………………610
16.9　平衡常数…………………………614
16.10　化学平衡——定性讨论…………618
16.11　平衡态化学组分的实际计算……619
16.12　平衡气体混合物的热力学参数…621
16.13　非平衡系统介绍…………………628
16.14　振动速率方程……………………629
16.15　化学反应速率方程………………635
16.16　高温气体中的化学非平衡………639
16.17　化学非平衡小结…………………641
16.18　本章小结…………………………641
　　 作业………………………………643

第17章　高温流：基本示例…………645
17.1　局部热力学平衡和化学平衡介绍………………………………647
17.2　平衡正激波流……………………648
17.3　平衡准一维喷管流………………653
17.4　冻结流和平衡流：比热容………659
17.5　平衡声速…………………………664
17.6　关于使用γ=cp/cv…………………668
17.7　非平衡流：组元连续方程………669
17.8　振动非平衡速率方程……………672
17.9　非平衡流控制方程小结…………672
17.10　非平衡正激波流…………………674
17.11　非平衡准一维喷管流……………680
17.12　小结………………………………688
　　 作业………………………………689
附录A
表A.1　等熵流函数表…………………691
表A.2　正激波参数表…………………696
表A.3　一维加热流……………………700
表A.4　一维有摩擦流…………………705
表A.5　普朗特-迈耶函数和马赫角…710
附录B　计算流体力学的例证和练习…712
B.1　方程…………………………………712
B.2　中间数值结果：开始数次迭代……725
B.3　最终数值结果：定常解……………730
B.4　小结…………………………………741
B.5　等熵喷管流——亚声速/超声速
（非守恒型）…………………………741
参考文献………………………………745
索引……………………………………751