气体动力学

气体动力学是流体力学的一个分支。在连续介质假设下，研究了与热力学现象有关的气体运动规律及其与相对运动物体的相互作用。低速气流是不可压缩气流，不能考虑其热状态的变化。然而，在高速流动（如马赫数大于0.3）时，气体的压缩效应不可忽视，其热状态也会发生显著变化。气体运动应符合流体力学和热力学定律。气体动力学是流体力学与热力学紧密结合的产物

随着航空航天事业的迅速发展，出现了许多新的分支机构。

①高温气体动力学

高温气体动力学。研究了高温气体的流动规律及其物理化学变化、能量传递和转化。例如，在喷气发动机的燃烧室内，返回飞船表面的激波层，以高超音速苏醒，气体温度非常高，气体的比热不再恒定，状态方程为气体（P=ρRT，P，ρ，t为气体的压力、密度和温度，R为气体常数）不再适用。此外，气体分子中各种能级（平移、旋转和振动）的激发处于不平衡状态，导致不平衡流动。在很高的温度下，离解和电离过程以及表面腐蚀也会发生。因此，高温气体动力学的研究应将气体动力学与热力学、统计物理、分子物理、化学动力学和电磁

学相结合，运用物理、化学和气体动力学、光谱学、激光等实验技术进行电子和电磁测量方法。机械师和测试设备，如冲击管和电弧加热器。高温气体动力学的研究对航天工业、激光和等离子体技术的发展具有重要意义。

②稀有气体动力学

稀有气体动力学。研究了Knudsen数不小于1的稀有气体的运动。对于在高空飞行的航天器，kn不是一个小数字。气体分子的离散结构显示了它的影响，经典的连续介质模型不再适用。在研究5μm以下气溶胶粒子在地面上的运动时，还应考虑稀有气体的影响。为了研究稀有气体动力学，采用了气体分子的Boltzmann运动方程和气体分子与固体表面相互作用的理论，以及低密度风洞、撞击风洞和分子束装置等实验设备。稀有气体动力学的研究在人造地球卫星、航天飞机和某些非空间技术的发展中起着重要作用。

③宇宙气体动力学

宇宙气体动力学。用气体动力学方法研究宇宙中物质的形态和运动。宇宙的物质形态主要是等离子体，还有稀有气体。行星上有液体核心，它们都是流体或磁性流体。因此，流体

力学和磁流体力学的理论和方法可以用来描述宇宙尺度上的许多天体过程。宇宙气体动力学的研究领域已经从行星环境扩展到太阳内部，从气体星云扩展到银河系，甚至扩展到局部宇宙。在太阳风、地球磁层、气体星云的收缩与破裂、无碰撞冲击波、恒星大气异常加热、宇宙磁场的起源与演化、湍流特征等方面取得了许多成果。宇宙中银河系涡旋结构的密度波理论。气体动力学的概念和方法研究了许多天体物理问题，对具体物理和化学过程的讨论反过来又扩展了气体动力学的领域。