目录 1
第一章 微重力流体科学概论 1
一、微重力科学与微重力流体科学 1
1 微重力环境 1
2 重力的影响 2
3 微重力流体科学的发展 4
二、微重力流体力学概述 5
1 对流 5
2 扩散及输运现象 9
3 液滴和气泡动力学 10
4 多相流过程 12
5 残余重力效应 13
6 其他流体力学问题 14
三、微重力物理化学概述 15
1 临界现象 15
3 分散体悬浮系统 16
2 燃烧 16
4 晶体生长的物理化学问题 17
四、微重力流体科学的研究途径 18
1 微重力研究的一般途径 18
2 微重力实验手段 20
参考文献 23
第二章 基本方程组和流体运动特性 24
一、引言 24
二、连续性方程和迁移方程 25
三、动量方程 27
1 流体的粘性——Reynolds应力 27
2 动量守恒定律 29
3 Navier-Stokes方程 30
四、能量方程 31
1 总能量方程 31
2 动能方程 31
4 粘性耗散函数 32
3 内能方程 32
6 不可压流体的导热方程 33
5 Fourier定律及另外二种形式的能量方程 33
五、Newton流体的运动方程组及定解条件 35
1 基本方程组和适定性 35
2 定解条件 36
六、Boussinesq近似及适用范围 43
七、相似律和无量纲参数 48
1 利用Buckinghan？定理导出相似参数 49
2 微重力流体力学的有关物理量和无量纲参数 50
参考文献 52
第三章 毛细现象以及界面的平衡和稳定 54
一、引言 54
二、表面张力的物理描述 55
三、液体射流的表面不稳定 60
1 基本方程组和基态 62
3 本征值方程及其解 63
2 小扰动的线性化方程 63
四、等温条件下液桥的平衡位型和稳定 66
1 表面张力作用下的平衡条件 66
2 毛细稳定性 68
3 旋转稳定性 71
五、液桥的流体动力学稳定理论 72
1 基本假设和液桥的平衡条件 73
2 稳定问题的数学提法 73
3 液桥的Liapunov稳定理论 75
4 特殊情形（Ω0=μ=0）以及纯半波不稳定（n=1,m=1） 77
5 小扰动方程的变分方程 78
6 小Weber数和大Reynolds数情形的不稳定发展率 79
7 液桥微重力实验的结果的分析 80
8 讨论和结论 81
参考文献 82
1 自由面不变形时的小扰动分析 84
第四章 对流和扩散 84
一、Pearson对流 84
2 自由面可变形情形 88
3 非线性理论 91
4 多层不混溶液体系统 93
二、热毛细对流 95
1 矩形容器中的热毛细对流 96
2 柱形液桥的热毛细对流 99
3 半浮区液桥热毛细对流的数值模拟 100
4 薄层液体的热毛细对流 102
三、热毛细振荡对流的实验研究 105
1 液桥内部的温度振荡 105
2 热毛细对流的表面振荡 109
3 综合测量 111
四、热毛细对流的振荡机理 113
1 热流体波不稳定性 114
2 表面波不稳定性 118
3 有限高度液桥的线性不稳定性 120
4 三维不定常数值模拟 122
5 重力的影响 124
6 一种非稳定性理论 124
7 关于振荡的激发机制 125
参考文献 126
第五章 液滴动力学 128
一、等温液滴动力学 128
1 球形液滴的振荡 128
2 不混溶液体中球形液滴的振荡 131
3 弱非线性理论 134
4 实验模拟 137
二、非等温液滴的Marangoni迁移 139
1 定常线性化理论（小Reynolds数，小Marangoni数） 139
2 非线性理论 140
3 实验结果 142
三、液滴和气泡的相互作用 147
1 双气泡的轴对称理论 147
2 多液滴的轴对称理论 149
四、旋转液滴的演化序列和分叉理论 153
1 旋转液滴的演化 153
2 旋转液滴的Thomson-Tait稳定准则 154
3 长期稳定性和动力稳定性 155
4 长期稳定性真实性的实验证明 156
5 结论 159
参考文献 159
第六章 微重力材料流体力学 161
一、晶体生长过程 161
二、纯扩散过程 163
1 一维扩散过程 163
2 二维扩散过程 164
3 固－液界面弯曲对径向分凝的影响 166
三、浮区晶体生长 169
1 浮区的热毛细对流 171
2 浮区的熔质毛细对流 174
3 浮区对流的振荡特征（小Prandtl数对流） 177
4 耦合过程 180
四、溶液晶体生长 182
1 溶液晶体生长的相变界面过程 182
2 一维纯扩散过程 184
3 准定常溶液晶体生长过程 185
4 不定常溶液生长过程 188
五、气相晶体生长 192
1 气相晶体生长过程 193
2 一维模型 195
3 物理气相输运中的对流效应 196
4 化学气相沉积（CVD）过程 198
参考文献 201