在40多年從事CFD計算與最近10多年從事國外18種著名太空飛行器、242個工況計算的基礎上，本著少而精、重實用的基本原則，本書系統介紹了稀薄氣體動力學的基本理論、基本方程和基本方法，特別講述了高超聲速再人飛行時稀薄氣體DSMC的數值算法。 《稀薄氣體動力學計算(普通高校十二五規劃教材)》(作者王保國、劉淑艷)是一部從基礎到前沿、關於稀薄氣體輸運理論與數值計算方面的學術專著，是一部研究與計算在地球大氣層以及火星大氣層中作高超聲速稀薄流動問題的學術專著，在國內外並不多見。從這個意義上講，這本書的出版，填補了稀薄流動問題的缺憾。 《稀薄氣體動力學計算(普通高校十二五規劃教材)》中以簡明扼要的論述使讀者對稀薄氣體動力學的計算全貌與前沿課題均有所了解。可供高等院校和科研單位從事流體力學和航空航天專業的研究生和科研人員參考，也可作為從事航天飛行器熱防護以及星際航行時氣動力輔助變軌控制領域研究人員的參考書和工具書。
基本介紹
- 書名：稀薄氣體動力學計算
- 類型：科學與自然
- 出版日期：2013年7月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7512411669
- 品牌：北京航空航天大學出版社
- 作者：王保國 劉淑艷
- 出版社：北京航空航天大學出版社
- 頁數：144頁
- 開本：16
- 定價：30.00
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《稀薄氣體動力學計算(普通高校十二五規劃教材)》(作者王保國、劉淑艷)以我們團隊近10多年來所完成的國外18種著名太空飛行器再入飛行時242個典型工況為背景，突出高超聲速飛行時DSMC的數值計算和突出再入飛行中各工況點下三維流場計算時選用計算模型的重要性。面對十分豐富的計算算例與素材，少而精、重實用始終是全書堅持的基本原則。
作者簡介
王保國教授，北京市教學名師。1947年生於山東臨清，大學畢業後曾在國防科工委從事過8年的殲擊飛機新機方案論證預研工作，該項目後來榮獲國家科學技術進步一等獎。後在中國科學院學習與工作16年，期間獲碩士、博士學位，並進行了3年半的博士後研究，於1993年榮獲國家勞動人事部全國優秀博士後獎，成為1986～1993年間全國50名獲獎人之一。另外，他在中國科學院工作期間，完成了4項國家級重點攻關項目和3項國家自然科學基金項目，曾3次榮獲中國科學院科技進步獎，為主要獲獎人。
王教授在清華大學任教授與博導的10年間，曾2次榮獲清華大學教學優秀獎。他兼任清華大學職稱評審委員會委員；曾任清華大學深圳研究院人才部部長，並長期擔任清華大學流體力學教研室副主任。從2003年起，以知名教授、學科帶頭人的方式引進到北京理工大學任教，先後創建了該校兩個二級學科（即人機與環境工程、工程熱物理），並首任這兩個學科的帶頭人。王教授已經出版了《氣體動力學》、《葉輪機械跨聲速及亞聲速流場的計算方法》、《傳熱學》和《安全人機工程學》4部學術專著與精品教材，其中《氣體動力學》為國防科工委“十五”規劃重點教材並榮獲北京市高等教育精品教材榮譽稱號。另外還合編了大型工具書《工程套用力學手冊》，發表論文180餘篇（其中包括國際重要學報及國際會議（英文）的有76篇），這些文章發表在《AIAA》、《ASME》、《International．Journal for Numerical Methods in Fluids》、《套用數學和力學》、《力學學報》、《空氣動力學學報》、《航空學報》、《航空動力學報》、《工程熱物理學報》、《清華大學學報》等國內外著名學報上。
王教授是“國家科學技術進步獎”的評審專家，是中國科學院“知識創新工程”評定委員會的評審委員。他曾於1998年榮獲英國劍橋傑出成就獎（Gold StarAward）。於2000年榮獲美國Barons who's who頒發的NewCentury Global 500 Award獎。此外，還擔任國際英文版雜誌《Interxmtional Journal of Man—Machine-EnvironmentSystem Engineering》的編委。
王教授現任北京理工大學宇航學院教授、博士生導師、流體力學博士點二級學科帶頭人，航空宇航、兵器與力學學科學位委員會委員，中國人類工效學學會副理事長，人機工程委員會主任；另外，還擔任全國人—機—環境委員會副秘書長，中國空氣動力學會理事，北京熱物理與能源工程學會理事，中國交通運輸協會交通運輸安全委員會委員。黑龍江省哈爾濱市人。
王教授在清華大學任教授與博導的10年間，曾2次榮獲清華大學教學優秀獎。他兼任清華大學職稱評審委員會委員；曾任清華大學深圳研究院人才部部長，並長期擔任清華大學流體力學教研室副主任。從2003年起，以知名教授、學科帶頭人的方式引進到北京理工大學任教，先後創建了該校兩個二級學科（即人機與環境工程、工程熱物理），並首任這兩個學科的帶頭人。王教授已經出版了《氣體動力學》、《葉輪機械跨聲速及亞聲速流場的計算方法》、《傳熱學》和《安全人機工程學》4部學術專著與精品教材，其中《氣體動力學》為國防科工委“十五”規劃重點教材並榮獲北京市高等教育精品教材榮譽稱號。另外還合編了大型工具書《工程套用力學手冊》，發表論文180餘篇（其中包括國際重要學報及國際會議（英文）的有76篇），這些文章發表在《AIAA》、《ASME》、《International．Journal for Numerical Methods in Fluids》、《套用數學和力學》、《力學學報》、《空氣動力學學報》、《航空學報》、《航空動力學報》、《工程熱物理學報》、《清華大學學報》等國內外著名學報上。
王教授是“國家科學技術進步獎”的評審專家，是中國科學院“知識創新工程”評定委員會的評審委員。他曾於1998年榮獲英國劍橋傑出成就獎（Gold StarAward）。於2000年榮獲美國Barons who's who頒發的NewCentury Global 500 Award獎。此外，還擔任國際英文版雜誌《Interxmtional Journal of Man—Machine-EnvironmentSystem Engineering》的編委。
王教授現任北京理工大學宇航學院教授、博士生導師、流體力學博士點二級學科帶頭人，航空宇航、兵器與力學學科學位委員會委員，中國人類工效學學會副理事長，人機工程委員會主任；另外，還擔任全國人—機—環境委員會副秘書長，中國空氣動力學會理事，北京熱物理與能源工程學會理事，中國交通運輸協會交通運輸安全委員會委員。黑龍江省哈爾濱市人。
圖書目錄
第1章 氣體動理學理論基礎及其非平衡統計力學中的三種描述
1．1 微觀層次的描述及其Liouville方程
1．2 動理學層次的描述以及BBgKY方程鏈
1．3 單粒子分布函式及其輸運方程
1．4 中子與光子的輸運方程
1．5 高能帶電粒子以及電離氣體、電漿中的輸運方程
1．6 流體力學層次的描述及其流體力學方程組的導出
1．7 考慮系統粒子之間反應的輸運方程
1．7．1 關於□的表達式
1．7．2 關於□的表達式
1．7．3 關於□的表達式
1．7．4 考慮粒子間多體反應時輸運方程右端項的一般表達式
1．7．5 反應系統的化學動力學方程
第2章 稀薄氣體動力學的基本方程及逐次逼近解法
2．1 liouville方程與Boltzmann方程間的關係和區別
2．2 Boltzmann方程的守恆性質及其巨觀守恆方程
2．3 單原子分子、多組元氣體的Boltzmann方程
2．3．1 單組元、單原子分子的Boltzmann方程
2．3．2 多組元、單原子分子氣體的Boltzmann方程
2．4 單組元、多原子分子、考慮分子內部量子數及簡併度的Boltzmann方程
2．5 多組元、多原子分子的廣義Boltzmann方程
2．6 Boltzmann方程的Chapman—Enskog逐級逼近解法
2．6．1 Boltzmann方程的無量綱化以及量級分析
2．6．2 Chapman—Enskog的逐級逼近解法
2．6．3 分布函式的零級近似解
2．6．4 分布函式的一級近似解
2．6．5 分布函式的二級近似解
2．7 BGK模型方程
2．7．1 碰撞模型應具備的主要性質
2．7．2 BGK方程及其基本性質
2．7．3 BGK方程的局限性
2．8 求解過渡區Boltzmann方程幾種方法的概述
2．8．1 Grad的13矩方法
2．8．2 求解Boltzmann方程的Monte Carlo有限差分方法
2．8．3 廣義Boltzmann方程的有限差分Monte Carlo方法
2．9 格子Boltzmann模型及其發展
2．9．1 LGA模型及其發展
2．9．2 LBE模型及其主要發展概述
第3章 DSMC算法及其典型算例分析
3．1 非結構格線下模擬分子的追蹤辦法
3．2 熱力學碰撞傳能與化學反應的幾種類型
3．3 三維DSMC算法以及源程式的總框圖
3．4 Ballute減速裝置再人地球大氣層的飛行問題
3．5 Ballute減速裝置進入火星大氣層的飛行問題
3．6 Apollo再入地球大氣層的三維繞流計算與分析
3．7 Orion再入地球大氣層的三維繞流計算與分析
3．8 Mars Pathfinder進入火星大氣層的三維繞流計算與分析
3．9 Mars Microprobe進入火星大氣層的三維繞流計算與分析
第4章 小Knudsen數特徵區及其在再入飛行計算中的套用
4．1 再入飛行中計算高超聲速繞流的兩類物理模型及其源程式
4．1．1 廣義Navier—Stokes模型及其源程式
4．1．2 DSMC的基本算法以及源程式總框圖
4．2 選用廣義N—S模型計算特徵區內RAM—CⅡ算例
4．3 選用廣義N—S模型計算特徵區內OREX算例
4．4 選用廣義N—S模型計算特徵區內Orion算例
4．5 選用DSMC模型計算特徵區內RAM—CⅡ算例
4．6 選用DSMC模型計算特徵區內OREX算例
4．7 選用DSMC模型計算特徵區內Orion算例
4．8 小Knudsen數特徵區及其初步分析
參考文獻
1．1 微觀層次的描述及其Liouville方程
1．2 動理學層次的描述以及BBgKY方程鏈
1．3 單粒子分布函式及其輸運方程
1．4 中子與光子的輸運方程
1．5 高能帶電粒子以及電離氣體、電漿中的輸運方程
1．6 流體力學層次的描述及其流體力學方程組的導出
1．7 考慮系統粒子之間反應的輸運方程
1．7．1 關於□的表達式
1．7．2 關於□的表達式
1．7．3 關於□的表達式
1．7．4 考慮粒子間多體反應時輸運方程右端項的一般表達式
1．7．5 反應系統的化學動力學方程
第2章 稀薄氣體動力學的基本方程及逐次逼近解法
2．1 liouville方程與Boltzmann方程間的關係和區別
2．2 Boltzmann方程的守恆性質及其巨觀守恆方程
2．3 單原子分子、多組元氣體的Boltzmann方程
2．3．1 單組元、單原子分子的Boltzmann方程
2．3．2 多組元、單原子分子氣體的Boltzmann方程
2．4 單組元、多原子分子、考慮分子內部量子數及簡併度的Boltzmann方程
2．5 多組元、多原子分子的廣義Boltzmann方程
2．6 Boltzmann方程的Chapman—Enskog逐級逼近解法
2．6．1 Boltzmann方程的無量綱化以及量級分析
2．6．2 Chapman—Enskog的逐級逼近解法
2．6．3 分布函式的零級近似解
2．6．4 分布函式的一級近似解
2．6．5 分布函式的二級近似解
2．7 BGK模型方程
2．7．1 碰撞模型應具備的主要性質
2．7．2 BGK方程及其基本性質
2．7．3 BGK方程的局限性
2．8 求解過渡區Boltzmann方程幾種方法的概述
2．8．1 Grad的13矩方法
2．8．2 求解Boltzmann方程的Monte Carlo有限差分方法
2．8．3 廣義Boltzmann方程的有限差分Monte Carlo方法
2．9 格子Boltzmann模型及其發展
2．9．1 LGA模型及其發展
2．9．2 LBE模型及其主要發展概述
第3章 DSMC算法及其典型算例分析
3．1 非結構格線下模擬分子的追蹤辦法
3．2 熱力學碰撞傳能與化學反應的幾種類型
3．3 三維DSMC算法以及源程式的總框圖
3．4 Ballute減速裝置再人地球大氣層的飛行問題
3．5 Ballute減速裝置進入火星大氣層的飛行問題
3．6 Apollo再入地球大氣層的三維繞流計算與分析
3．7 Orion再入地球大氣層的三維繞流計算與分析
3．8 Mars Pathfinder進入火星大氣層的三維繞流計算與分析
3．9 Mars Microprobe進入火星大氣層的三維繞流計算與分析
第4章 小Knudsen數特徵區及其在再入飛行計算中的套用
4．1 再入飛行中計算高超聲速繞流的兩類物理模型及其源程式
4．1．1 廣義Navier—Stokes模型及其源程式
4．1．2 DSMC的基本算法以及源程式總框圖
4．2 選用廣義N—S模型計算特徵區內RAM—CⅡ算例
4．3 選用廣義N—S模型計算特徵區內OREX算例
4．4 選用廣義N—S模型計算特徵區內Orion算例
4．5 選用DSMC模型計算特徵區內RAM—CⅡ算例
4．6 選用DSMC模型計算特徵區內OREX算例
4．7 選用DSMC模型計算特徵區內Orion算例
4．8 小Knudsen數特徵區及其初步分析
參考文獻
