谈谈空气动力学与天文学的边缘领域——宇宙气体动力学的一些课题

前言空气动力学研究飞机、火箭等物体周围的气流,天文学研究恒星、星系等,乍一看来,两者似乎没有什么关系。可是,两者的关系并不那么疏远。光谈看法不如摆出事实,让我们翻开手边的天文学书籍看一看吧!书中讲到,恒星是气团,恒星飞行的空间中充满着气体;还讲到,看来是悠久不变的星空,实际上是瞬息万变地运动着的空间,其中存在着超新星大爆发、星系旋臂形成激波、在星际空间中作超音速飞行的      

关于稀薄气体动力学的发展方向

一般的流体力学、空气动力学、弹性力学等都是建立在连续介质概念的基础上,不研究构成连续介质的微观粒子的运动状态。随着高空高速飞行、宇航事业的发展,对空间科学的研究以及真空技术的发展,稀薄气体动力学得到了迅速发展。在数百公里以上的高层大气中,气体分子的平均自由程比飞行器的尺寸大得多。在广阔的日地空间里,在无限的宇宙空间中,大多数物质呈稀薄等离子体状态。有时,在一立方公里的空间内只有几十个分子在运动。用一般连续介质概念已不能描述这种运动状态,而必须从微观分析出发,也就是说,要用分子运动论的的方法研究气体的运动状态。      

触摸高温气体动力学

回顾了高温气体动力学与高超声速科技相关的一些重要研究进展,探讨几个具有基础性研究意义的方向：即高超声速流动模拟;高温气体热化学反应机制;高超声速流动滞止区预测;高超声速边界层转捩和激波/激波相互作用诱导的气动热问题．这些研究方向与高温气体效应和强激波密切相关,对高超声速科技关键技术的突破起着重要作用．     

《气体动力学》

<正> 由童秉纲、孔祥言、邓国华编著的《气体动力学》,高等教育出版社于1990年出版.本书是国家教委工程力学专业教材委员会审定的,工程力学专业气体动力学课程教材.书中详细地介绍了理想气体动力学的基本理论和物理现象,对不可压缩流、可压缩气体的亚、跨、超声流乃至高超声速流都作了精辟的讲述.跨声速流和高超声速流,以及     

高温气体动力学近况

最近本刊相继登载了几篇关于流体力学的文章,介绍国外在这方面的研究动向,其中提出了流体力学作为科学的一门分支是否就要过时这样的问题。特别是今年七月份美籍中国学者林家翘谈到,美国在      

气体动力学实验技术

在气体动力学的发展中,实验工作一直是极其重要的一环。无论在观察基本现象、验证气体动力学理论、取得基本参数,或是在进行模型试验、取得综合性能数据等方面,都需要进行实验。新的实验设备、测试技术和模拟试验方法不断地出现。气动实验技术的发展不但与航空和空间技术发展有关,并且也和自然现象研究、工业应用和新技      

《气体动力学》

由童秉纲、孔祥言、邓国华编著的《气体动力学》,高等教育出版社于1990年出版.本书是国家教委工程力学专业教材委员会审定的,工程力学专业气体动力学课程教材.书中详细地介绍了理想气体动力学的基本理论和物理现象,对不可压缩流、可压缩气体的亚、跨、超声流乃至高超声速流都作了精辟的讲述.跨声速流和高超声速流,以及     

认识稀薄气体动力学

以通俗易懂的方式介绍了空气动力学当气体间断分子效应显著时发展起来的特殊分文——稀薄气体动力学、讨论了非平衡现象与稀薄气体动力学的关系．通过与8速度气体模型的间断Boltzmann方程的对比，解释了Boltzmann方程碰撞项的物理意义和数学困难，简要综述了其一般解法、讨论了分子在物体表面的反射和问题的边界条件，着重介绍了直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法和为克服低速稀薄流动(如MEMS中流动)中模拟困难的信息保存(IP)方法。     

高温气体动力学近况

最近本刊相继登载了几篇关于流体力学的文章,介绍国外在这方面的研究动向,其中提出了流体力学作为科学的一门分支是否就要过时这样的问题。特别是今年七月份美籍中国学者林家翘谈到,美国在空气动力学方面从前那种轰轰烈烈的局面已经不存在了,一些原来的流体力学工作者也已转向大气、海洋等方面。对于这些说法引起了不少议论。      

稀薄气体动力学现状

自从1946年钱学森的开创性文章发表以来,对稀薄气体动力学的兴趣主要在于高速稀薄气体对物体绕流的空气动力学问题。二十余年来这门学科发展很快,直到最近其发展势头仍未减弱,这点从历届稀薄气体动力学国际会议的情况也可以看出来(其中第七次会议文集未到,仅见会议较详介绍,第八次1972年夏刚刚开过)。会议文集      

理论气体动力学在莫斯科大学

莫斯科大學於發展許多力學領域的同時,在氣體動力學方面提出了一些新的方向,進行了基本研究,這些研究成為在發展連續介質力學中這個最重要部門的中心。 在現代,因為技術的普遍進步,特别是因為要解决噴氣技術的問題舆超聲速飛行和跨聾速飛行的空氣動力學問題,因為要解决利用爆震、燃燒和爆炸波傳播等現象的技術問     

稀薄气体动力学的现状

自从1946年钱学森的开创性文章发表以来,对稀薄气体动力学的兴趣主要在于高速稀薄气体对物体绕流的空气动力学问题。二十余年来这门学科发展很快,直到最近其发展势头仍未减弱,这点从历届稀薄气体     

近代高速气体动力学现状

本文总結了1959年以后高速气体动力学的主要发展状况。建議依来流Mach数的高低把速度远超过声速的流动分成两个区域:一个区域是溫度不很高,理想气体模型适用的区域,这个区域的流动我們叫它为高超声速流动;另一个区域是高溫效应显著,因而必須采用具有化学反应的混合理想气体模型的区域,这个区域的流动我們叫它为超高速流动。本文主要包括两个部分。第一个部分研究理想气体的高超声速繞流,內容是:(1)錐体的涡层分析;(2)鈍体繞流,主要討論激波层方法,但对冪級数方法的进展、数值解法的进展、非对称繞流也簡单地加以討論;(3)鈍头圓錐及鈍头細长体的繞流,主要討論非定常比拟理論、熵层問題、数值解法。第二部分研究混合理想气体的超高速繞流,內容是:高溫空气的化学动力学模型、非平衡流的基本方程;相似律、鈍体及尖体繞流研究的主要結果。文中除了对某些研究进行必要的評論外,还較詳細地研究了流場的特点及各种計算方法的优劣。此外,也指出了有待进一步解决的問題。     

分子气体动力学的一些问题

低密度气流中的质能转换过程,通常是在分子相互作用局部行为起重要影响的强非平衡条件下进行的。在40年代末,由于对发展航空和火箭-宇宙技术的兴趣,稀薄气体动力学开始形成为流体力学的一个独立的大分支,苏联发射第一颗人造地球卫星,是这个时期的历史性里程碑。在这之后,稀薄气体动力学领域的国际科学联系大大发展了,1959年在法国尼斯      

气溶胶性态与稀薄气体动力学

近年来,对于与环境污染问题密切相关的气溶胶性态的研究越来越广泛深入。各种各样的学科将它们的活动领域扩展到气溶胶研究中来。这些学科包括物理、物理化学、大气物理、气象学、化学工程、机械工程和医学等等。做为物理学一个分支的流体力学对气溶胶的研究作出了巨大的贡献。这里我们试图从气溶胶科学与流体力学关系的角度来介绍一下气溶胶力学的发展,阐明它 ...     

评介“稀薄气体动力学”

从上世纪末期开始,由我国空气动力学工作者共同编著的《近代空气动力学丛书》陆续出版了。这是庄逢甘院士和张涵信院士等领导的丛书编委会组织空气动力学工作者发挥集体智慧编著的一套跨世纪的丛书。丛书较好地总结和反映了40多年来中国空气动力学工作者的研究成果和经验,是空气动力学界乃至整个力学界的一件值得关注的大事。我们欢迎丛书的出现,希望正如丛书编辑委员会主任委员庄逢甘院士在序言中所说的那样,这套丛书的出版不仅能促进中国航空航天事业在21世纪的发展,对世界航空航天事业也有所贡献。我们在这里提出评介的是丛书中沈青研究员的《稀薄气体动力学》一书。     

中国科学院高温气体动力学重点实验室研究进展

在钱学森先生的倡导下,中国科学院力学研究所自20世纪50年代末期就开始了高温气体动力学的基础研究,相关研究进展曾经为发展我国``两弹一星'和神州飞船做出了重要贡献.在钱学森先生创立的气动研究队伍和科研积累的基础上,中国科学院于1994年组建了中国科学院高温气体动力学重点实验室.实验室成立以来一直坚持钱学森先生倡导的技术科学理念,按照中国科学院基础性、前瞻性和战略性的办院方针,面向航空航天和国民经济的重大战略需求,研究高温、高超声速条件下,具有分子内态变化介质流动的高温气体动力学前沿学科问题.通过不断提出新方法、新概念、新技术,支撑国家重大战略需求的关键技术攻关,推进高温气体动力学的学科发展.近年来,在国家973项目,国家自然科学基金委重大、重点项目和创新研究群体,科学院国际合作伙伴团队,863项目和中国科学院方向性创新项目的支持下,实验室在高焓高超声速气体流动规律、高超声速推进方法、稀薄气体非平衡流动、高超声速飞行器构型理论与优化等主要研究方向取得了重要研究成果,在促进高超声速流动模拟实验、高超声速推进、气动热预测与防护、高超声速飞行器气动布局优化设计等重大关键技术的发展方面发挥了重要作用.      

中国科学院高温气体动力学重点实验室研究进展

<正>中国科学院高温气体动力学重点实验室是在钱学森先生和郭永怀先生创立的科研队伍的基础上于1994年组建的.实验室成立以来一直坚持钱学森先生倡导的"工程科学"理念,面向国家安全和国民经济的重大战略需求,主要研究高温、高超声速极端条件下,具有分子振动与转动激发、解离、电离等内态变化介质的流动规律,推动气体动力学科的创新与发展;并通过发展新理论、     

气体辅助注射成型过程动力学分析

基于气体穿透机理和Hele-Shaw流动模型,对管状模腔中气体冲破熔体前沿形成中空制品气辅成型过程进行了研究,推导出反映充模流动压力梯度比、非牛顿幂率指数等影响因素与计算表层熔体厚度比之间关系的数学公式,建立了熔体前沿和气体前沿速度与位移演化关系的数学模型,分别得出了牛顿流体和非牛顿流体选取不同影响参数时熔体前沿和气体前沿速度、位移的演化曲线.模拟结果表明,所建数学模型能较好的反映熔体前沿和气体前沿速度、位移演化关系.在气体冲破熔体前沿以前,气体接近匀加速运动,前沿位移梯度逐渐增加;熔体前沿的速度几乎保持不变,位移随时间接近线性增长.当气体冲破熔体前沿时,熔体和气体前沿的速度和位移均急速上升.     

稀薄气体动力学: 进展与应用

简要回顾了稀薄气体动力学的发展历程; 重点介绍了该领域最近二三十年的主要进展, 这突出表现在分子模拟方法(DSMC 方法、信息保存方法等) 的迅速发展与成功应用; 概述了航天工业、真空技术、微机电系统等尖端技术中的稀薄气流问题, 以及最近几届国际稀薄气体动力学会议的主题. 在此基础上指出了学科前沿问题, 以及几个与实际应用有关的重大问题, 如过渡流区高超声速三维非平衡流场的精细预测和实验验证、热层大气的时空演化规律与探测、以气体为介质的微机电系统设计与优化、真空环境下原子水平的材料制备工艺的定量设计.