“十三五”国家重点出版物出版规划项目·重大出版工程高超声速出版工程分子气动力学及气体流动的直接模拟

高超声速出版工程目录 丛书序 原著作者中文版序 序 符号列表 第1章 分子模型/1 1.1 引言/1 1.2 分子描述的要求/2 1.3 简单稀疏气体/4 1.4 简单气体的宏观量/8 1.5 扩展到混合气体/14 1.6 分子的数量级/18 1.7 真实气体效应/21 参考文献/26 第2章 二体弹性碰撞/27 2.1 动量和能量考量/27 2.2 碰撞参数和碰撞截面/30 2.3 碰撞动力学/31 2.4 逆幂律模型/33 2.5 硬球模型/35 2.6 可变硬球模型/37 2.7 可变软球模型/37 2.8 麦克斯韦模型/39 2.9 包含吸引势的模型/40 2.10 GHS模型/40 2.11 一般性评论/40 参考文献/41 第3章 基础动理学理论/42 3.1 速度分布函数/42 3.2 玻尔兹曼方程/45 3.3 矩方程和守恒方程/49 3.4 H定理和平衡/56 3.5 Chapman-Enskog理论/59 参考文献/69 第4章 平衡气体性质/71 4.1 空间性质/71 4.2 通量性质/75 4.3 简单气体中的碰撞量/81 4.4 混合气体中的碰撞量/89 4.5 与固体壁面的平衡/91 参考文献/91 第5章 非弹性碰撞和壁面相互作用/92 5.1 具有转动能的分子/92 5.2 粗球模型/93 5.3 简单气体中的Larsen-Borgnakke模型/96 5.4 混合气体中的Larsen-Borgnakke模型/100 5.5 通用Larsen-Borgnakke分布/102 5.6 振动能和电子能/105 5.7 弛豫率/109 5.8 气体壁面相互作用/110 参考文献/113 第6章 化学反应和热辐射/115 6.1 简介/115 6.2 双分子反应的碰撞理论/116 6.3 给定反应速率的反应截面/117 6.4 拓展到三分子反应/120 6.5 化学平衡/121 6.6 平衡碰撞理论/123 6.7 离解-复合反应/125 6.8 交换反应和电离反应/131 6.9 转动辐射的经典模型/135 6.10 键-键热辐射/136 参考文献/137 第7章 无碰撞流动/139 7.1 双峰分布/139 7.2 分子溢出和蒸发/142 7.3 一维定常流动/145 7.4 一维非定常流动/147 7.5 自由分子空气动力学/153 7.6 热泳/163 7.7 多次反射的流动/165 参考文献/171 第8章 过渡区流动的分析方法/172 8.1 方法分类/172 8.2 矩方法/173 8.3 模型方程/183 参考文献/185 第9章 过渡区流动的数值方法/187 9.1 方法分类/187 9.2 直接玻尔兹曼CFD/188 9.3 确定性模拟/189 9.4 概率性模拟方法/190 9.5 离散方法/192 参考文献/193 第10章 直接模拟相关的一般性问题/195 10.1 简介/195 10.2 与玻尔兹曼方程的关系/195 10.3 变量的正则化或量纲化/197 10.4 统计散射和随机游走/198 10.5 计算近似/200 参考文献/202 第11章 均匀气体中的DSMC方案/203 11.1 碰撞抽样方法/203 11.2 碰撞测试程序/205 11.3 转动弛豫和平衡/211 11.4 振动激发/220 11.5 离解和复合/226 11.6 涨落和相关性/232 参考文献/236 第12章 一维定常流动/237 12.1 一维流动通用程序/237 12.2 氩气的黏性系数/241 12.3 氩气-氦气混合气体的黏性/248 12.4 氮气的普朗特数/249 12.5 氩气的自扩散系数/250 12.6 氩气-氦气混合气体的质量扩散/252 12.7 热扩散/253 12.8 扩散热效应/256 12.9 过渡区的热传导/258 12.10 膨胀中的连续流失效/259 12.11 正则激波/263 12.12 驻点线流动/280 12.13 绝热大气/284 12.14 气体离心机/286 参考文献/288 第13章 一维非定常流动/290 13.1 非定常流动的通用程序/290 13.2 强激波的形成/291 13.3 强激波的反射/294 13.4 弱激波的形成/296 13.5 完全稀疏波/298 13.6 球状爆聚激波/301 13.7 柱状腔的坍塌/304 参考文献/306 第14章 二维流动/307 14.1 DSMC计算的网格/307 14.2 二维流动的DSMC程序/311 14.3 超声速前缘问题/312 14.4 网格尺寸效应/317 14.5 涡的形成/319 14.6 超声速钝体问题/322 14.7 钝头体流动中的扩散/326 14.8 入射时的平板/328 14.9 Prandtl-Meyer流膨胀/335 参考文献/337 第15章 轴对称流动/338 15.1 轴对称流动的方案/338 15.2 径向权重因子/340 15.3 平头圆柱绕流/342 15.4 Taylor-Couette流动/345 15.5 超声速涡流的法向影响/350 15.6 卫星污染问题/352 参考文献/353 第16章 三维流动 355 16.1 通用考量/355 16.2 超声速角落流动/359 16.3 入射有限展向平板/365 16.4 法向入射羽流的角落流动/368 16.5 结束性评论/370 参考文献/370 附录A 代表性气体性质/371 附录B 概率函数和相关积分/379 附录C 从给定分布抽样/386 附录D 程序FMF.FOR清单/392 附录E 数值假象/395 附录F DSMC演示程序总结/402 附录G DSMC 0S.FOR程序清单/405 译者后记/431