稀薄气体动力学计算PDF电子书下载

第1章 气体动理学理论基础及其非平衡统计力学中的三种描述 1

1.1微观层次的描述及其Liouville方程 2

1.2动理学层次的描述以及BBGKY方程链 3

1.3单粒子分布函数及其输运方程 4

1.4中子与光子的输运方程 7

1.5高能带电粒子以及电离气体、等离子体中的输运方程 9

1.6流体力学层次的描述及其流体力学方程组的导出 12

1.7考虑系统粒子之间反应的输运方程 16

1.7.1关于（？rfi/？t）1的表达式 18

1.7.2关于（？rfi/？t）2的表达式 18

1.7.3关于（？rfi/？t）3的表达式 20

1.7.4考虑粒子间多体反应时输运方程右端项的一般表达式 21

1.7.5反应系统的化学动力学方程 21

第2章 稀薄气体动力学的基本方程及逐次逼近解法 23

2.1 Liouville方程与Boltzmann方程间的关系和区别 23

2.2 Boltzmann方程的守恒性质及其宏观守恒方程 26

2.3单原子分子、多组元气体的Boltzmann方程 30

2.3.1单组元、单原子分子的Boltzmann方程 30

2.3.2多组元、单原子分子气体的Boltzmann方程 31

2.4单组元、多原子分子、考虑分子内部量子数及简并度的Boltzmann方程 32

2.5多组元、多原子分子的广义Boltzmann方程 34

2.6 Boltzmann方程的Chapman-Enskog逐级逼近解法 35

2.6.1 Boltzmann方程的无量纲化以及量级分析 36

2.6.2 Chapman-Enskog的逐级逼近解法 37

2.6.3分布函数的零级近似解 41

2.6.4分布函数的一级近似解 42

2.6.5分布函数的二级近似解 43

2.7 BGK模型方程 45

2.7.1碰撞模型应具备的主要性质 45

2.7.2 BGK方程及其基本性质 46

2.7.3 BGK方程的局限性 48

2.8求解过渡区Boltzmann方程几种方法的概述 49

2.8.1 Grad的13矩方法 49

2.8.2求解Boltzmann方程的Monte Carlo有限差分方法 50

2.8.3广义Boltzmann方程的有限差分Monte Carlo方法 50

2.9格子Boltzmann模型及其发展 51

2.9.1 LGA模型及其发展 51

2.9.2 LBE模型及其主要发展概述 52

第3章DSMC算法及其典型算例分析 54

3.1非结构网格下模拟分子的追踪办法 54

3.2热力学碰撞传能与化学反应的几种类型 56

3.3三维DSMC算法以及源程序的总框图 60

3.4 Ballute减速装置再入地球大气层的飞行问题 63

3.5 Ballute减速装置进入火星大气层的飞行问题 73

3.6 Apollo再入地球大气层的三维绕流计算与分析 80

3.7 Orion再入地球大气层的三维绕流计算与分析 90

3.8 Mars Pathfinder进入火星大气层的三维绕流计算与分析 100

3.9 Mars Microprobe进入火星大气层的三维绕流计算与分析 106

第4章小Knudsen数特征区及其在再入飞行计算中的应用 121

4.1再入飞行中计算高超声速绕流的两类物理模型及其源程序 121

4.1.1广义Navier-Stokes模型及其源程序 122

4.1.2 DSMC的基本算法以及源程序总框图 124

4.2选用广义N-S模型计算特征区内RAM-C Ⅱ算例 125

4.3选用广义N-S模型计算特征区内OREX算例 130

4.4选用广义N-S模型计算特征区内Orion算例 133

4.5选用DSMC模型计算特征区内RAM-CⅡ算例 134

4.6选用DSMC模型计算特征区内OREX算例 136

4.7选用DSMC模型计算特征区内 Orion算例 137

4.8小Knudsen数特征区及其初步分析 137

参考文献 141