高温气体动力学

课程编码：180090080103P3001H 英文名称：High Temperature Gas Dynamics 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：鲍麟等

本课程重点讲授高超声速流动条件下的高温气体动力学基础理论和工程应用，主要内容包括：理想气体高超声速无粘和粘性流动基础、高温气体的振动弛豫和化学反应动力学、高温空气平衡流动与非平衡流动、高超声速飞行器中的高温效应、高温气体的辐射动力学等。
本课程面向流体力学及相关专业研究生，通过本课程的学习，要求学生理解高超声速流动的基本物理规律，掌握常用数理方法，体会工程科学思想在具体问题中的应用，并了解高超声速和高温流动的前沿研究方向和现代工程应用价值，为今后从事相关的科研工作提供必要的基础。

气体动力学

第一章 绪论 3学时 鲍麟
第1节 高温气体动力学发展历史概述
第2节 高温气体动力学的基本概念和基础知识
第3节 高温气体动力学的研究现状和发展方向
第二章 高超声速无粘流动 3学时 鲍麟
第1节 牛顿理论与薄激波层理论
第2节 高超声速小扰动理论与等效原理
第三章 高超声速粘性流动 6学时 鲍麟
第1节 粘性流动的基本概念和基本方程
第2节 高速层流边界层
第3节 转捩与湍流
第4节 熵层效应、粘性干扰流动
第四章 统计热力学基础 3学时 刘云峰
第1节 麦克斯韦速度分布函数
第2节 玻色-爱因斯坦、费米-狄拉克和玻尔兹曼统计
第3节 配分函数和热力学参量
第五章 振动与化学非平衡 6学时 刘云峰
第1节 振动率方程
第2节 化学反应动力学和反应平衡
第3节 空气的高温化学反应模型
第4节 控制方程和物理模型
第六章 高温气体非平衡流动 6学时 刘云峰
第1节 气体原子和分子的物理本质
第2节 内能的跃迁
第3节 弛豫过程的控制方程
第4节 空气的非平衡流动
第5节 非平衡流动试验
第七章 高温粘性流动与气-固作用 6学时 鲍麟
第1节 高温气体的输运特性
第2节 高温粘性流动的控制方程
第3节 高温气体-固壁作用
第4节 高温边界层理论
第5节 气动加热与热防护
第八章 辐射气体动力学 7学时 刘云峰
第1节 经典的气体辐射动力学
第2节 态-态模型
第3节 火星大气层再入过程
第4节 CO2与CO的辐射过程

鲍麟（首席），中国科学院大学工程科学学院教授，长期从事流体力学的教学和科研工作。主要研究方向：高超声速气体动力学、激波主导的复杂流动与传热等，主持国家自然科学基金、中科院、军科委等课题多项，出版高温气体流动专著一本，曾获军队科技进步二等奖，全国徐芝纶力学优秀教师奖等。
刘云峰（主讲），理学博士，中国科学院力学研究所高级工程师，长期从事爆轰波基础理论研究及爆轰推进技术研究，主持开展了氢气斜爆轰发动机、航空煤油斜爆轰发动机、内喷式斜爆轰发动机等一系列自由射流实验工作，取得了国内外领先的研究成果，在CNF、AIAA J、JCP等国内外顶级期刊上发表论文50余篇。第十届中国力学学会激波与激波管专业委员会秘书长、第七届空气动力学会理事,《气体物理》、《实验流体力学》、《Aerospace》期刊编委，获得国家技术发明二等奖和中国科学院杰出科技成就奖。