高焓氣體動力學

Ethirajan Rathakrishnan

20世紀開始，人們為實現高速飛行以及宇宙航行做了極大的努力，發展出“氣體動力學”這門學科。隨著飛行速度的提高，氣體所涉及的溫度也相應地大幅提高，必須考慮氣體在高溫下的本構特性和輸運特性。特別是在飛行速度達到超高聲速的范圍（10倍于聲速的量級），模擬實驗所采用的設備需要提供同時具有高溫和高壓的氣源，這樣的氣體因為具有很高的焓值而被稱為高焓氣體。

這是一本闡述高溫和高速氣體動力學基礎的導引性教科書。

作者以簡潔明了的風格在一本書中覆蓋了包括熱力學基本原理、可壓縮流體流動以及波的傳播等領域的最新進展；除此之外，本書也介紹了與高焓流動有關的量子力學的背景知識。

本書覆蓋的內容有：高焓流動的模化、作為重點章節的與噴氣推進密切相關的氣體動力學內部流動和外部流動、以及超高聲速空氣動力學。

高焓氣體動力學是航空航天工程專業學生的必修課程，而本書是作者講授這門課程25年的結果，取材精要，展開由簡入繁。首先介紹基本概念，然后介紹流體流動的熱力學知識；接著討論高焓流動的宏觀方面和微觀方面。前者采用連續介質模型，而后者計及分子運動的統計特性。在上述基礎上，進入高焓流動的應用方面，討論了激波、噴管、繞鈍頭體流體的非平衡流動以及高溫氣體的輸運性質，其中，特別是高超聲速流動的非連續特性，以及平衡和非平衡的特征，包括相應的實驗測量技術。書的最后一章還討論了模擬超高速流動的數值流體動力學，以及高焓流動實驗裝置的工作原理。

在網站上隨同本書的還提供一個解題指南（Solutions Manual）并附有幻燈片，所針對的習題都開列在本書每一章的末尾。

本書共包含7章：1.基本事實；2.流體流動的熱力學；3.波的傳播；4.高溫流動；5.高超聲速流動；6.氣動熱力學；7.高溫實驗設備。

作者Ethirajan Rathakrishnan是印度 Indian Institute of Technology的教授。

談慶明，教授

（中國科學院力學研究所）