鋻於非定常流動現像的普遍性和工程應用的重要性，王保國、高歌、黃偉光、徐燕驥、闫文輝編著的《非定常氣體動力學》從現代航空、航天、動力與工程熱物理以及**科學與技術中，抽取其中的非定常流動問題並針對流動中所發生的基本物理現像和流動作用的機理進行闡述，力求使讀者對問題有一個較全面的了解與認識，使讀者能夠掌握書中所講述的基本理論和基本方法，並為進一步開展這方面的科學研究指明方向。該書的出版進一步充實、加強了空氣動力學領域中的非定常部分，對空氣動力學本身也是**有意義的。

在現代氣體動力學的研究中，非定常流動問題難 度很大，物理現像復雜，一直是該領域的前沿內容。 王保國、高歌、黃偉光、徐燕驥、闫文輝編著的《非 定常氣體動力學》是關於氣體動力學非定常流動問題 的一部專著，全書分兩篇12章，分別從一維、二維和 三維非定常流動的重要特征入手，抓住了簡單波、稀 疏波、壓縮波、激波、燃燒波以及爆轟波間相互作用 的特點，注意分析渦量動力學在非定常氣動力計算中 的作用，探討了脈衝激光推進技術的力學基礎以及應 用前景。書中還細致討論了非定常流在航空動力設計 、現代兵器的氣動設計、飛行器氣動布局和未來航天 器研制中的應用。 《非定常氣體動力學》也作為相關專業科研人員 參考用書，也作為研究生學位課教材。

第一篇 基本理論與力學基礎
第1章 廣義氣體動力學基本方程組
1.1 經典氣體動力學的Navier-Stokes方程組
1.1.1 一般控制體及Reynolds輸運定理
1.1.2 一般控制體下流體力學的基本方程組
1.1.3 Navier-Stokes方程組的守恆形式
1.1.4 Navier-Stokes方程組的數學性質與定解條件
1.2 非慣性相對坐標繫中Navier-Stokes方程組
1.2.1 **坐標繫與非慣性相對坐標繫間的轉換關繫
1.2.2 **坐標繫中葉輪機械Navier-Stokes方程組
1.2.3 **坐標繫中Navier-Stokes方程組的強守恆與弱守恆型
1.2.4 相對坐標繫中Navier-Stokes方程組及廣義Bernoulli方程
1.2.5 吳仲華的兩類流面理論以及涉及轉子焓與熵的氣動方程組
1.2.6 三維空間中兩類流面的流函數主方程以及擬流函數法
1.3 電磁流體力學的基本方程組及電磁對偶原理
1.3.1 Maxwell電磁理論的普遍規律及其對稱形式
1.3.2 電磁場的標量勢與矢量勢以及Maxwell方程組的規範條件
1.3.3 電磁流體力學的基本方程組及其守恆形式
1.3.4 電流體力學與磁流體力學的基本方程組
1.3.5 電磁對偶原理
1.4 高溫高速熱力學與化學非平衡流動的基本方程組
1.4.1 組元s的連續方程以及總的連續方程
1.4.2 組元s的動量方程以及總的動量方程
1.4.3 組元s的能量方程以及總的能量方程
1.4.4 組元s的振動能量方程
1.4.5 總的電子與電子激發能量守恆方程
1.5 輻射流體力學及其基本方程組
1.5.1 粒子以及中子的輻射輸運方程
1.5.2 光子的輸運方程
1.5.3 三維非定常輻射流體力學基本方程組
1.6 氣體動理學中的Boltzmann方程及廣義Boltzmann方程
1.6.1 Boltzmann方程的守恆性質及宏觀守恆方程
1.6.2 單原子分子、多組元氣體的Boltzmann方程
1.6.3 單組元、多原子分子、考慮分子內部量子數及簡並度的
Boltzmann方程
1.6.4 多組元、多原子分子的廣義Boltzmann方程
1.6.5 BGK模型方程
1.6.6 小Knudsen數特征區的一些特點及其分析
第2章 膨脹波、激波、燃燒波和爆轟波
2.1 膨脹波、壓縮波的形成及Prandtl-Meyer流動
2.1.1 幾個重要的概念與術語
2.1.2 理想氣體定常、等熵流動的基本方程組
2.1.3 膨脹波與微弱壓縮波的形成
2.1.4 Prandtl-Meyer流動時的微分關繫
2.2 激波的性質及激波前後的參數關繫
2.2.1 駐激波的形成
2.2.2 運動激波的形成
2.2.3 激波間斷面的動力學條件及激波性質
2.2.4 激波前後的參數關繫
2.3 正激波與斜激波
2.3.1 定常氣體運動的固定正激波
2.3.2 運動正激波
2.3.3 斜激波
2.4 激波、膨脹波的反射和相交
2.5 超聲速圓錐繞流及軸對稱錐型流的求解
2.5.1 錐型流以及超聲速氣流繞圓錐流動的基本方程
2.5.2 軸對稱超聲速氣流繞圓錐的流動及其求解
2.6 超聲速進氣道的激波繫以及排氣噴管的波繫分析
2.6.1 超聲速進氣道的激波繫分析
2.6.2 排氣噴管的重要作用及塞式噴管的波繫分析
2.7 壓氣機及渦輪中的激波與膨脹波
2.7.1 超聲速壓氣機葉柵中的流動
2.7.2 任意回轉面葉柵超聲速進口流場中**進氣角的確定
2.7.3 渦輪葉柵中的氣流流動及波繫結構
2.8 波的相互作用
2.8.1 特征線在剛性邊界上的反射
2.8.2 膨脹波或壓縮波在開口端處的反射
2.8.3 等熵波之間的相互作用
2.9 有間斷面的一維非定常流動
2.9.1 運動激波與駐激波之間的共性及重大區別
2.9.2 運動正激波在靜止氣體中的傳播
2.9.3 激波的相互作用及接觸間斷面的計算
2.9.4 初始間斷的分解及Riemann問題的**解法
2.10 激波管問題的流動分析
2.10.1 激波管各區流動的計算與分析
2.10.2 獲得較高試驗溫度與速度的途徑
2.11 氣體動力突躍面的分類以及一維燃燒波的分析
2.11.1 氣體動力突躍面存在的條件與突躍面分類
2.11.2 一維燃燒波分析以及C-J理論模型
2.11.3 Rankine-Hugoniot曲線的分析
2.12 爆轟波的ZND模型
第3章 非定常無黏流的數學結構以及一維廣義Euler流
3.1 可壓縮、無黏、非定常Euler方程組的數學結構
3.1.1 可壓縮、無黏、**氣體非定常流動基本方程組的數學結構
3.1.2 一維非定常無黏流基本方程組特征值與特征方程
3.2 守恆變量與原始變量基本方程組間的相互轉換及特征分析
3.2.1 雙曲型方程組的左右特征矢量矩陣及特征標準型方程
3.2.2 兩類基本方程組間的相互轉換及特征分析
3.3 雙曲型守恆律方程的弱解及熵函數、熵通量、熵條件
3.3.1 熵函數與熵通量
3.3.2 強間斷以及接觸間斷面兩側參數間的關繫
3.3.3 典型模型方程的經典解
3.3.4 單個守恆律方程及Oлейник 熵條件
3.4 雙曲型偏微分方程組初、邊值問題的提法
3.4.1 雙曲型方程邊界條件提法的一般性原則
3.4.2 單向波動方程的初、邊值問題的提法
3.4.3 一維非定常Euler方程組初、邊值問題的提法
3.5 非定常一維均熵流動及分析
3.5.1 均熵流動下的Riemann不變量
3.5.2 初值問題的依賴域與影響區
3.5.3 簡單波區的性質及流動參數計算
3.6 非定常非均熵一維流動及分析
3.7 一維磁流體力學方程組及其特征值
3.8 一維球面爆轟波問題的自模擬解
第4章 非定常黏性流的數學結構以及一維廣義Navier-Stokes方程組
4.1 Navier-Stokes方程組的幾種通用形式
4.1.1 笛卡兒坐標繫下守恆型基本方程組的微分形式
4.1.2 曲線坐標繫下守恆型方程組的微分形式
4.1.3 守恆方程組坐標變換的重要特點
4.2 黏性項計算的一種簡便方法
4.3 黏性流體力學方程組的數學性質及定解條件
4.3.1 一階擬線性方程組分類的一般方法
4.3.2 方程分類的實例（用一階的方法）
4.3.3 二階擬線性方程組分類的一般方法及方程定解條件
4.4 廣義一維非定常流動的特征線方程和相容關繫
4.4.1 考慮摩擦、加熱、添質效應的廣義一維非定常流動
4.4.2 廣義一維非定常流動沿特征線的相容關繫
4.5 一維黏性熱傳導流體力學方程組
4.6 考慮離子黏性的一維非定常輻射磁流體力學方程組
4.7 非定常Navier-Stokes方程的一個**解
4.7.1 有運動邊界的非定常流動——Stokes**問題
4.7.2 Stokes**問題的解法
4.7.3 流場渦量分析
4.8 非線性Burgers方程的求解與分析
4.8.1 Burgers方程的推導
4.8.2 Burgers方程的求解
4.8.3 Burgers方程解的討論與分析
4.9 KdV方程以及KdV-Burgers方程
4.9.1 KdV方程及典型算例
4.9.2 KdV-Burgers方程
第5章 二維與三維流場的分析與數值計算方法
5.1 三維定常與非定常速度勢函數的主方程
5.1.1 等熵、定常、無黏流動的兩個基本方程
5.1.2 定常流動的速度勢主方程
5.1.3 非定常流動的速度勢主方程
5.2 定常/非定常流動時機翼與葉柵繞流的尾緣條件
5.2.1 無黏流與黏性流動邊界條件的數學處理概述
5.2.2 不可壓縮理想流體的保角映射方法
5.2.3 Kutta-Жуковский假設及環量的確定
5.2.4 非定常Kutta-Жуковский 條件
5.3 跨聲速流函數方法以及人工可壓縮性
5.3.1 三維空間中的兩族等值面
5.3.2 二維空間中的弱守恆型流函數方程及人工密度
5.4 二維與三維跨聲速勢函數方法
5.4.1 兩種形式的全位勢主方程及AF2格式
5.4.2 二維小擾動勢函數方程的Murman-Cole格式及線松弛解法
5.5 跨聲速流場計算中的高效率、高分辨率算法
5.5.1 高效率算法
5.5.2 高分辨率算法以及Harten的TVD格式
5.5.3 具有TVD保持性質的Runge-Kutta方法
5.6 超聲速流動的空間推進高效算法
5.6.1 可壓縮無黏與黏性氣體基本方程組的數學性質及PNS方程
5.6.2 隱式LU分解格式
5.6.3 PNS方程的空間推進求解方法
5.7 高超聲速無黏流動分析
5.7.1 高超聲速小擾動方程及邊界條件
5.7.2 Mach數無關原理
5.7.3 高超聲速流的等價原理
5.8 高超聲速無黏流數值計算概述
5.9 高超聲速黏性流動分析
5.9.1 駐點的層流邊界層方程及熱流計算
5.9.2 激波與邊界層相互干擾的數值計算
5.10 高溫效應以及高溫無黏氣體的平衡流與非平衡流動
5.10.1 高溫氣體的性質及真實氣體的概念
5.10.2 非平衡態氣體的振動激發與化學反應過程
5.10.3 無黏高溫平衡流
5.10.4 無黏高溫非平衡流
5.11 高溫黏性氣體動力學的基本方程組以及求解過程
5.11.1 高溫黏性氣體的基本方程
5.11.2 高溫非平衡黏性氣體基本方程組的守恆形式
5.11.3 高溫非平衡黏性氣體基本方程組求解過程的概述
第6章 渦動力學中的主要方程以及非定常流的廣義Kutta-Жуковский定理
6.1 有旋流場及其一般性質
6.1.1 流場一點鄰域中流體運動的分析
6.1.2 渦線、渦面與渦管
6.1.3 渦管強度守恆定理
6.1.4 速度環量的變化與加速度環量間的關繫
6.1.5 渦通量與速度環量間的關繫
6.1.6 流場的總渦量及其計算
6.2 無旋流場及其一般性質
6.2.1 單連通域中的速度勢
6.2.2 雙連通域中的速度勢
6.3 給定流場的散度與渦量求速度場
6.3.1 速度場的總體分解以及標量勢、矢量勢
6.3.2 用標量勢與矢量勢耦合求解速度場
6.4 Kelvin定理、Lagrange定理以及Helmholtz定理
6.4.1 Kelvin定理及其所適用的三個條件
6.4.2 Helmholtz渦量守恆定理
6.4.3 Lagrange定理
6.5 Bernoulli積分及其各種廣義形式
6.5.1 沿流線（或者渦線）的Bernoulli積分
6.5.2 Cauchy—Lagrange積分
6.5.3 非慣性繫中的Bernoulli積分
6.6 渦量、脹量與螺旋量的概念以及渦量場的空間特性
6.6.1 渦動力學中的幾個基本概念以及有關符號的定義
6.6.2 渦量場的空間特性
6.7 渦動力學中的幾個基本方程
6.7.1 渦量輸運方程
6.7.2 脹量輸運方程
6.7.3 流體在邊界上的變形與渦量分析
6.7.4 總螺旋量方程與總渦量演化方程
6.7.5 邊界渦量生成率以及相關分析
6.7.6 導數矩變換中的幾個基礎數學公式
6.8 Navier-Stokes方程的Stokes-Helmholtz分解
6.9 總擬渦能的演化方程
6.10 非定常可壓縮黏流對壁面產生的作用力與力矩
6.11 非定常黏流對壁面產生流體作用力的機理
6.12 非定常可壓縮黏流的廣義Kutta-Жуковский定理
第7章 激光維持燃燒波和爆轟波的氣動力學分析以及推力形成機理
7.1 激光與靶材相互作用的物理力學基礎
7.2 激光維持的燃燒波
7.3 激光維持的爆轟波
7.4 爆轟波的性質以及激光維持爆轟波的穩定傳播條件
7.5 激光維持爆轟波問題的一維和多維解法以及典型流場分析
7.6 爆轟波流場對平板的衝量耦合作用以及典型算例
第8章 可壓縮湍流模型以及非定常流場的高分辨率高效率算法
8.1 數值解的精度與耗散、色散行為間的關繫
8.2 物理尺度、激波厚度、湍流結構與網格尺度間的關繫
8.3 基於Favre平均的可壓縮湍流方程組
8.4 可壓縮湍流的大渦數值模擬及其控制方程組
8.5 RANS與LES組合的雜交方法
8.6 關於RANS,DES以及LES方法中νT的計算
8.7 可壓縮湍流中的k-ω模型
8.8 RANS計算與DES區域分析相結合的高效算法及其應用
8.9 非定常流的高分辨率高效率算法以及處理策略
第二篇 工程應用與研究進展
第9章 考慮非定常影響時葉輪機械氣動設計以及流動失穩問題
9.1 航空發動機發展的現狀以及2030年航空發動機發展的預測
9.2 航空發動機研制中的幾項關鍵技術
9.3 對轉風扇的氣動設計與特性分析
9.4 尾跡與下遊葉片邊界層作用的近似模型
9.5 葉輪機械中旋轉失穩邊界的預測及典型算例
9.6 壓氣機葉頂間隙洩漏流以及發生失速先兆的條件
**0章 現代飛行器的非定常大迎角氣動分析以及優化設計
10.1 推動飛機發展與進步的科學大師和設計家
10.2 噴氣戰機的現狀和發展趨勢
10.3 現代戰機氣動布局的空氣動力學基礎
10.4 現代戰機氣動布局的渦動力學基礎
10.5 推力矢量化以及隱身技術
10.6 現代飛行器的多學科多目標優化
**1章 現代**科學中的非定常流動以及湍流多相燃燒問題
11.1 現代航空**裝備的簡介及其發展趨勢
11.2 火*膛內非定常多相燃燒基本方程組
11.3 火*膛口流場的結構以及二次焰點燃現像
11.4 單相與兩相可壓縮湍流燃燒的大渦模擬技術
11.5 制導**中橫向噴流導致的氣動干擾現像以及快速控制技術
**2章 航天探索、能源利用以及激光推進技術的新進展
12.1 航天探索的新發展
12.2 能源利用的新發展
12.3 激光推進技術的新發展
參考文獻
索引