绪论

流体（气体和液体）动力学在现代科学技术中起着越来越重要的作用。无论在航空、航天、航海，还是在机械、建筑、化工、气象、海洋、生物工程和民用工程等各个领域都会涉及流体。特别是在流体机械中的应用史为广泛，例如吸气式发动机、火箭发动机、燃气轮机、风机和压缩机等都离不开流体。飞行器在大气层中的运动、船舶在海洋中的运动等都与流体息息相关。因此流体力学的内容己经涉及各个领域，它几乎是所有学科和工程技术的基础。

气体动力学的发展可分为四个阶段。

第一阶段一一气体动力学的基础阶段：

19世纪末，在气体动力学的基础发展阶段，是以工程应用背景为基础的研究阶段。该阶段是以蒸汽机和爆炸技术为背景，涉及气流的压缩性。1870年朗金一雨贡纽导出了激波关系式；1882年瑞典工程师发明了拉伐尔喷管；之后斯托道拉、普朗特和迈耶先后实验研究了拉伐尔喷管的流动特性。

第二阶段一一可压缩流体动力学的发展阶段：

20世纪初，随着飞机速度的不断提高，气体压缩性的影响变得更为严重，同时激波的研究也逐步成为热点。在该阶段，1908年普朗特和迈耶提出了激波和膨胀波理论；1910年瑞利和泰勒研究得出了激波的不可逆性；1933年泰勒和马科尔提出了圆锥激波的数值解。之后相继出现了小扰动线化方法、特征线法等。这一时期的一系列研究成果由泰勒和马科尔于1935年总结为“可压缩流体动力学”，为气体动力学的研究奠定了基础。

第三阶段一一气体热力学的发展阶段（20世纪30年代中至50年代末）：

1935年召开了讨论关于航空中的高速流动问题的学术大会，表明了流体力学先驱者对高速问题的关注和重视。之后，由于以喷气飞机、涡轮喷气发动机、火箭发动机等为背景的工程问题发展的需求，将空气动力学与热力学相结合。这个时期为气体热力学的发展阶段。其特点是在完全气体假设下的气体动力学理论和实验逐渐成熟。

第四阶段一一气体热化学和计算流体力学的发展阶段（20世纪50年代末至今）：

为了解决航天飞行器等超声速及高超声速飞行中的气动力和气动热问题，解决高温流动问题，必须将化学热力学、空气动力学、化学动力学及统计物理学等相结合。目前高超声速飞行器的研究仍然是世界各国研究的热点。从20世纪60年代以来，由于计算机的发展，计算方法和计算流体动力学的发展更是突飞猛进，取得了举世瞩目的成就，解决了历史上遗留下来的一些难题，从而进一步研究解决与目前发展相适应的一系列复杂问题，例如湍流问题、非定常问题和磁流体问题等。

本书以流体为研究对象，主要研究流体的基本属性，流体的运动规律以及流体与物体之间的相互作用；重点突出气体在高速流动条件下的流动特点、运动规律。

本教材的特点是：

（1）所阐述的基本概念、理论、方法等内容紧密结合气体在航空发动机各部件内流动的多种状况，同时也给出了较多有关工程计算的算例。

书中提供了大量的计算、求解气流在航空发动机内流动的例题和习题；有不少例题是作者精心拟定的，有些例题具有重要的工程应用背景，希望通过这些例题能够使读者达到融会贯通的目的。

（2）将多维流动积分形式的基本方程与微分形式的基本方程分开讲解，目的是将难点分散，有利于初学者掌握。

书中的专业术语、符号及文字采用国家标准及规范汉字。例如，对于有量纲的系数称为系数，无量纲的系数称为因数，如“速度系数”改用“速度因数气见GB 3101一93）；”粘性”改用“黏性气见《现代汉语词典》第5版，商务印书馆，2005年）等。