本书从定性分析理论出发，研究了二维和三维分离流动的性状，给出了判定流动分离的数学条件，揭示了分离点（二维）和分离线附近流动的特征，建立了描述二维分离流及三维分离流的表面流和横截面流拓扑结构的规则，阐明了旋涡截面流态沿其自身轴线发展的分叉演变规律和旋涡破裂的机理。这些结果对于深入了解流动的机理是有帮助的，对实验研究和数值模拟分离流动也有益处。本书可作为流体力学专业本科和研究生的教材，也可作为相关专业研
究和设计人员的参考书。Based on the theory of physical analytical theory,the qualities and patterns of two and three-dimensional separated flows are studied.Mathematical conditions to judge flow separations are given.Characteristics of flow in the vicinity of separation point(two-dimensional case)or separation line are disclosed.The topological structure of surface flow and cross-sectional flow in three-dimensional separations,and that of two-dimensional separated flows are established.Bifurcation and evolution rules of the development of cross-sectional streamline pattern of vortex along its own axis and the mechanism of vortex breakdown are explained.Theseresults may be of help to understand deeply the flow mechanism,and also to benefit experimental studies and numerical simulations of separated flows.
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第1章 绪论11.1 研究分离流和旋涡运动的意义1
1.2 分离流和旋涡运动的主要研究内容2
第2章 二维定常粘性分离流动52.1 分离模式——普朗特图像5
2.2 分离的识别——判定分离的条件52.2.1 分离必须满足的条件5
2.2.2 流动分离的充分条件8
2.3 实际粘性流动在分离点附近的性状102.3.1 过分离点的流线10
2.3.2 过分离点的零u线12
2.3.3 过分离点的零涡线12
2.4 边界层方程所描述的流动在分离点处的性状132.4.1 分离点与奇点14
2.4.2 分离点附近（x≤0）流线的性状16
2.5 小结17
第3章 二维定常分离流动的定性描述——拓扑分析183.1 二维定常分离流场的定性分析理论——拓扑规律183.1.1 场内鞍点或中心点规律18
3.1.2 边界鞍点规律21
3.1.3 奇点总数规律22
3.2 拓扑规律在二维定常分离流动中的应用23
3.3 分离流场内等压力线的特征27
3.4 小结32
第4章 三维定常粘性流动分离的识别334.1 引言33
4.2 判定流动分离的条件344.2.1 分离流面从物面离开的条件35
4.2.2 伴随条件37
4.2.3 流动分离的条件38
4.3 判定流动附着的条件39
4.4 NS方程所描述的分离线的性状问题40
4.5 边界层方程所描述的分离线的性状问题454.5.1 分离线处的Goldstein奇性问题45
4.5.2 分离线处流动的特征47
4.6 小结52
第5章 三维分离流动表面流态的定性描述545.1 表面流的表述54
5.2 物面上表面流方程的临界点或奇点56
5.3 分离线上奇点的分布58
5.4 附着线上奇点的分布63
5.5 小结65
第6章 垂直于体轴的截面流态的拓扑666.1 截面轮廓线附近截面流线的性状——奇点分布的规则66
6.2 横截面的对称轴上奇点的特征和分布规则69
6.3 横截面上截面流线方程奇点总数的规则74
6.4 截面流态拓扑结构的稳定性776.4.1 流场结构稳定性理论77
6.4.2 圆锥有迎角绕流时对称流场的结构稳定性分析78
6.4.3 数值模拟的结果79
6.5 小结84
第7章 垂直于物面的截面流态的拓扑857.1 垂直于钝锥体表面的横截面上流动结构的定性分析867.1.1 物面轮廓线附近截面流线的性状86
7.1.2 对称绕流时对称轴上奇点的特征89
7.1.3 横截面上奇点总数的规则90
7.1.4 对称绕流时截面流线的性状90
7.1.5 截面流态的非对称性95
7.2 数值模拟结果967.2.1 小迎角α=4°的情况97
7.2.2 中等迎角α=20°的情况98
7.2.3 大迎角α=40°的情况102
7.3 小结103
第8章 旋涡沿其轴线的分叉演变规律1058.1 旋涡截面流态及其沿轴向的演变105
8.2 亚声速、超声速旋涡流动特征的差别111
8.3 小结116
第9章 对定性分析理论的数值模拟和实验验证1189.1 二维流动拓扑结构的验证1189.1.1 翼型的外部低速绕流118
9.1.2 方腔内的流动120
9.1.3 二维剪切层流动的时间问题121
9.2 分离、再附条件和表面流拓扑结构的验证124
9.3 横向流拓扑结构的验证1369.3.1 钝锥有迎角绕流136
9.3.2 飞船有迎角绕流139
9.4 旋涡截面流态沿其轴线演变规律的验证1409.4.1 扩张管道内超声速旋涡的运动141
9.4.2 三角翼有迎角绕流144
9.5 小结149
第10章 时间发展的二维混合层的物理分析和数值模拟15010.1 流场的拓扑结构及演化规律15010.1.1 奇点交替分布的规律150
10.1.2 奇点总数的拓扑规则153
10.1.3 流线方程奇点与压力极值点的关系154
10.1.4 等压力线在其极值点附近的性状154
10.1.5 临界点附近涡量和耗散能的关系155
10.1.6 流动形态的分叉156
10.2 数值模拟结果对物理分析的验证159
10.3 关于数值模拟给出的时间问题流态演化的讨论164
10.4 小结165
参考文献166
主题词索引174
内容简介177
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