气体动力学

课程编码：180090080100M1004H 英文名称：Gasdynamics 课时：40 学分：2.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：胡宗民

本课程是流体力学的一个分支，研究可压缩流体高速运动规律及其与固体的相互作用。课程主要内容是高速可压缩流动中的经典气动问题，着重讲述可压缩流动效应带来的基本物理现象与过程，并基于科教融合的思路，向航空航天应用领域的热点工程问题适当拓展。课程面向流体力学及相关专业研究生，通过课程学习，理解气体动力学的基本概念、原理、控制方程及其数学处理方法，掌握气体动力学典型问题的理论求解过程，为今后从事相关科研工作储备必要的基础知识。

热力学、微积分

第一章 绪论 2学时 胡宗民
第1节 气体动力学课程框架
第2节 气体动力学的起源
第3节 气体动力学的研究范畴与内涵
第4节 气体动力学的研究方法
第5节 气体动力学的发展机遇与挑战
第二章 基本概念 2学时 胡宗民
第1节 气体动力学基本假设与模型
第2节 热力学基础
第3节 马赫数与气体流动分类
第三章 气体动力学基本方程组 2学时 胡宗民
第1节 气体运动描述观点与物质导数
第2节 气体动力学基本方程组
第四章 气体一维定常流动 6学时 胡宗民
第1节 气体一维定常流动假设与应用案例
第2节 绝热流与等熵流基本关系式
第3节 广义一维定常流动方程组
第4节 变截面流动
第5节 正激波
第6节 拉法尔喷管流动
第7节 摩擦管流、加热管流、添质流
第五章 斜激波与膨胀波 6学时 胡宗民
第1节 膨胀波
第2节 斜激波
第3节 激波反射与相互作用
第4节 激波干扰
第六章 气体一维非定常流动 4学时 胡宗民
第1节 特征线方程
第2节 一维非定常均熵流动
第3节 间断流动
第4节 运动激波与激波管原理
第5节 风洞与气体动力学
第七章 亚跨超声速定常流动 4学时 胡宗民
第1节 翼型不可压缩流动
第2节 亚声速与超声速流动线化方法
第3节 超声速流动特征线方法
第4节 跨声速流动
第八章 高超声速流动 8学时 胡宗民
第1节 高超声速流动特征
第2节 高超声速流动中的膨胀波与斜激波
第3节 高超声速流动简化求解方法
第4节 高超声速流动近似求解方法
第5节 粘性流动控制方程与相似参数
第6节 边界层流动
第7节 高温气体热化学反应流动简介
第8节 高温气体热化学反应流动案例
第九章 气体动力学实验 2学时 胡宗民
第1节 气体动力学实验
第十章 气体动力学课程总结与展望 1学时 胡宗民
第1节 气体动力学总结与展望
第十一章 期末考试 3学时 胡宗民
第1节 期末考试

胡宗民（课程首席）中国科学院力学研究所研究员，曾任新加坡国立大学Research Scientist，韩国庆尚国立大学Senior Researcher/Academic Research Professor。研究领域包括高超声速流动与化学反应流动计算方法、激波与爆轰波物理，化学激光与超声速反应流动。在激波对称反射/非对称反射的稳定性、转变准则及特殊激波作用结构，爆轰管起爆机制，强间断条件下的多组元双曲系统的数值算法等方面发表国内外学术论文和会议论文80余篇，其中包含Journal of Fluid Mechanics, Physics of Fluids, Fuel, Theoretical and Computational Fluid Dynamics等流体力学相关学术期刊。