对《Fundamentals of Aerodynamics》第5版的介绍与评价

1、对Fundamentals of Aerodynamics第5版的介绍与评价韩智明（南开大学数学科学学院信息与计算科学专业） 张立彬（教育部南开大学外国教材中心）由 John D.Anderson,Jr 编写的Fundamentals of Aerodynamics（空气 动力学基础）自1984、1991、2001、2007年由McGraw-Hill公司出版前四版以 来，已于2011年由该公司再度出版第5版。本书利用丰富的工程实例讲解了空 气动力学基本原理、无粘性不可压缩流、无粘性可压缩流、粘性流体等基本空气 动力学理论，内容全面、表述简洁、插图精美、实例典型，是快速学习和掌握空 气动力学基本

2、原理的优秀入门教材和参考书。一、主编简介John D.Anderson,Jr教授为美国马里兰大学教授，他毕生致力于空气动力 学理论和实验的研究和教学工作，编写了Introduction to Flight、 Fundamentals of Aerodynamics、Hypersonic and High Temperature Gas Dynamics、Computational Fluid Dynamics:The Basics with Applications、 Aircraft Performance and Design等十多部有关空气动力学的优秀著作。1999年John D.And

3、erson,Jr教授于马里兰大学退休并被任命为该校的名誉教 授，现任美国国家航空航天博物馆空气动力学方面的馆长。二、教材的总体架构与内容简介Fundamentals of Aerodynamics全书共20章，主要包括空气动力学基 本原理和方程、无限长和有限长翼型上的不可压缩流、三维不可压缩流、正常激 波、斜激波及其扩散、流过喷嘴、散射器和风洞的可压缩流、翼型上亚声速可压 缩流的线性理论、非线性超声速流的数值求解理论、超高声速流体元、库埃特流、 边界层流、层流边界层、湍流边界层和Navier-Stokes方程等空气动力学问题。教材最后提供了等熵流动性能参数、正常激波性能参数、普朗特-迈耶函数

4、和马赫角、SI单位制和英国工程单位制的标准大气参数以及索引。三、该书的特色内容全面，框架清晰，逻辑严谨本书内容涵盖了流体力学基本原理、无粘性不可压缩流、无粘性可压缩流、 粘性流体等基本空气动力学理论，从最简单最基本的空气动力学概念讲起，层次 分明，结构清晰，内容编排基本按照历史上空气动力学的发展顺序编排，便于由 浅入深的学习。本书行文文字简单、生动、严谨，没有晦涩的语言和词句，也没 有拖泥带水的表达，简洁直观、浅显易懂，便于教师讲解和学生自学。插图美观、简洁、形象、直观本书的插图选取恰当、典型，意在直观表达基本的空气动力学现象和原理， 简洁、直观，各种线形分明，既使读者能够直观的掌握原理，又能

5、更多了解这些 原理在工程实际中的应用。众多的历史笔记让读者明了该学科的发展沿革本书简洁的介绍了诸如伯努利、欧拉、库塔、普朗特这样的对空气动力学发 展起了至关重要作用的人物，也介绍了如早期高速空气动力学问题的关注点变化 这样的学科发展史，可使读者了解这门快速发展的轨迹。主体线索明确，难易程度安排合理全书的主体部分是非粘性空气动力学问题，包含前三部分。第四部分（第 15章到第20章）的粘性流体所占篇幅少，但粘性的情形在前面非粘性部分章节 的适当位置给出，以使读者明白非粘性的结果在有粘性的条件下会怎样变化。这 样的安排方式不仅使读者能够更清楚地明白实际问题中这些原理是如何起作用 的，而且也降低了粘性

6、问题探讨的复杂性。“设计盒子”遍布全书，可有效锻炼学生的设计创新能力现代工科教育更加注重学生设计创新能力的培养，书中的这些盒子可以帮助 读者有效讨论所学基本原理在工程设计中的应用。这样既使相关知识具有更紧密 的关联性，又使得空气动力学的学习更加有趣。四、该书的社会反映和适用对象该书出版后，社会反映强烈，很多空气动力学科研和教学人员给出了积极正 面评价。由于该书整体结构完整，叙述详细严谨，深入浅出，国内外的很多空气 动力学专业学生将其作为优秀的入门教材。因此，本书适用于作为大学科学和工程专业高、低年级的学生快速学习了解 空气动力学入门教材，也可作为研究生开展空气动力学问题研究的参考教材。五、对国

7、内编写同类教材的启示从语言上讲，本教材简单易懂、表达准确，在注重通俗易懂的同时关注内在 的逻辑性。而国内很多教材只讲究语言的逻辑性和严密的推论，缺乏实例，有时 晦涩难懂，需要进一步注重语言表述的易懂性。从全书内容上讲，本书内容详细全面，力求知识体系的完整性。而国内很多 教材为课时所限，未充分考虑学生自学的必要性，仅编写那些经典的主要核心内 容，缺乏有血有肉的组织，也因此常和实际脱节。国内教材需花大力气写“大书”， 使读者能在课堂之外学到很多有用的知识。从版次上讲，本教材在1984、1991、2001、2007年前四版出版后，很快在 2011年出版了第五版，更新很快。而国内的相关教材更新较慢，很

8、多还是以往 的经典教材，需要结合最新的科学研究进展和实际应用需求，不断更新版本，增 加新的内容。六、结语本书是John D.Anderson,Jr教授多年开展空气动力学教学和科研的精心总 结性的教材，涵盖了基本的空气动力学现象和原理，结构紧凑，表达简洁严谨， 教材的编写符合现代工科高等教育的精神，注重学生主观能动性和首创性，是不 可多得的实践和教学相结合的空气动力学基础教材，值得国内空气动力学同行学 习和借鉴，对于学生学习和教师授课都有很好的参考价值。七、附录（章节目录及页数统计）第一部分 基本原理（Fundamental Principles）（200）第一章空气动力学：一些介绍性的概念（A

9、erodynamics： Some IntroductoryThoughts） （102）第二章 空气动力学：一些基本原理和方程（Aerodynamics： Some Fundamental Principles and Equations） （98）第二部分 无粘性、不可压缩流（Inviscid， Incompressible Flow）（312）第三章 无粘性、不可压缩流体基础（Fundamentals of Inviscid， Incompressible Flow） （104）第四章翼型上的不可压缩流（Incompressible Flow over Airfoils） （98）第五章

10、 有限翼上的不可压缩流（Incompressible Flow over Finite Wings） （76）第六章三维不可压缩流（Three-Dimensional Incompressible Flow） （26）第三部分 无粘性、可压缩流(Inviscid, Compressible Flow) (378)第七章 可压缩流：一些预备知识(Compressible Flow: Some Preliminary Aspects) (34)第八章 正常激波和相关问题(Normal Shock Waves and Related Topics) (52) 第九章 斜激波以及扩散波(Oblique

11、 Shock and Expansion Waves) (68)第十章 通过喷嘴，扩散器和风洞的可压缩流(Compressible Flow through Nozzles, Diffusers, and Wind Tunnels) (42)第十一章翼型上的亚音速可压缩流：线性理论(Subsonic Compressible Flowover Airfoils: Linear Theory) (68)第十二章线性化的超音速流(Linearized Supersonic Flow)(17)第十三章非线性超音速流的数值方法介绍(Introduction to NumericalTechniques

12、 for Nonlinear Supersonic Flow) (42)第十四章超高音速流体元(Elements of Hypersonic Flow)(52)第四部分 粘性流(Viscous Flow)(155)第十五章黏性流的基本原理和方程介绍(Introduction to the FundamentalPrinciples and Equations of Viscous Flow) (34)第十六章一个特殊情形：库埃特流(A Special Case: Couette Flow)(38)第十七章边界层介绍(Introduction to Boundary Layers)(16)第十八章层流边界层(Laminar Boundary Layers)(38)第十九章湍流边界层(Turbulent Boundary Layers)(12)第二十章Navier-Stokes 方 程求 解 (Navier-Stokes Solutions : SomeExamples) (16)附录 A 等熵流性质(Isentropic Flow Properties) (6)附录B 正常激波的性质(Normal Shock Properties) (4)附录C 普朗特-迈耶函