作者：唐硕.张栋.龚春林
页数：284
出版社：科学出版社
出版日期：2020
ISBN：9787030648648
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书针对高超声速吸气式飞行器,介绍了气动耦合理论建模方法、动力系统耦合建模方法、机体推进一体化设计、力学建模理论及力学特性分析，设计力学、控制、动力和总体设计多个学科，系统性强、交叉学科多，可供该领域专家参考学习。
目录
目录
丛书序
前言
第1章 概述
1.1 组合动力飞行器发展现状 /2
1.2 组合动力飞行器建模技术研究现状 /7
1.2.1 组合动力飞行器技术研究现状 /7
1.2.2 组合动力飞行器建模技术 /9
1.3 组合动力飞行器建模挑战 /13
1.3.1 建模的难点和特点 /13
1.3.2 基于物理机制的组合动力飞行器建模 /17
1.4 本书的体系结构 /18
参考文献 /22
第2章 组合动力飞行器气动建模理论与方法 30
2.1 气动建模理论基础 /30
2.1.1 激波理论 /32
2.1.2 膨胀波理论 /35
2.1.3 牛顿碰撞理论 /37
2.1.4 切楔/切锥理论 /40
2.1.5 非定常气动力建模理论 /43
2.2 壁面摩擦力模型与方法 /48
2.2.1 van Direst边界层流 /48
2.2.2 van Direst Ⅱ方法 /53
2.2.3 基于van Direst的摩擦力计算 /55
2.2.4 参考温度 /参考焓法 /62
2.2.5 底压模型 /66
2.3 气动力计算方法 /67
2.3.1 流线追踪方法 /67
2.3.2 面元法 /68
2.4 组合动力飞行器气动组合建模方法 /69
2.4.1 模型匹配策略 /70
2.4.2 壁面压力组合模型 /71
2.4.3 壁面摩擦力组合模型 /74
2.5 模型验证 /76
2.6 宽域气动建模软件 /84
2.6.1 AFPE平台设计 /84
2.6.2 AFPE平台验证 /87
参考文献 /92
第3章 组合动力飞行器推进建模理论与方法 95
3.1 理论基础 /96
3.1.1 基于Brayton循环理论模型 /96
3.1.2 基于影响系数法的理论模型 /98
3.1.3 基于解析法的模型 /103
3.1.4 积分型推进系统理论模型 /105
3.2 宽域组合推进系统模型 /119
3.2.1 引射模态模型 /121
3.2.2 双模态冲压发动机模型 /126
3.2.3 火箭模态模型 /141
3.3 宽域内流场一体化模型 /145
3.3.1 模态转换分析 /145
3.3.2 模态转换策略 /147
3.3.3 宽域推进系统性能分析 /150
3.4 宽域内流场快速计算软件集成 /152
参考文献 /155
第4章 气动/推进一体化耦合建模理论与方法 158
4.1 机体/推进一体化耦合分析方法 /159
4.1.1 内外流耦合分析方法 /160
4.1.2 流固热耦合分析方法 /160
4.1.3 流固推进耦合分析方法 /165
4.2 机体/推进一体化内外流耦合分析 /168
4.2.1 内外流耦合问题 /168
4.2.2 基于CFD的气动分析方法 /170
4.2.3 基于准一维流的内流分析 /171
4.3 内外流耦合分析算例与验证 /179
4.3.1 基于高精度CFD验证 /179
4.3.2 双模态超燃冲压发动机准一维流分析 /180
4.3.3 机体/推进一体化自由射流实验 /183
参考文献 /187
第5章 组合动力飞行器动力学统一建模理论 188
5.1 多柔体系统动力学理论 /188
5.1.1 多柔体系统动力学模型 /189
5.1.2 多柔体系统拓扑构型 /189
5.1.3 多柔体系统运动学 /190
5.1.4 多柔体系统动力学 /191
5.2 飞行器运动方程组统一形式 /192
5.2.1 飞行器模型、坐标系和拓扑 /193
5.2.2 飞行器运动学方程 /194
5.2.3 飞行器动力学方程 /197
5.3 运动方程及简化 /210
5.3.1 多体空间运动方程 /210
5.3.2 多体纵向平面运动方程 /214
5.3.3 单体纵向平面运动方程 /217
参考文献 /222
第6章 宽速域建模理论与方法的典型应用 223
6.1 理论模型应用的框架 /224
6.1.1 前处理模块和后处理模块 /224
6.1.2 分析模块 /224
6.2 应用于耦合特性分析 /227
6.2.1 飞行动态耦合特性 /228
6.2.2 气动/推进耦合对飞行动态特性的影响 /232
6.3 应用于飞行动力学控制 /240
6.3.1 运动方程 /240
6.3.2 运动模态分析 /247
6.3.3 控制特性分析 /249
6.4 应用于动力学/弹道特性分析 /252
6.4.1 动力学方程及坐标系 /252
6.4.2 弹道特性分析 /254
附录A 广义质量阵和广义刚度阵中的分块矩阵 /260
附录B 单体纵向平面运动方程的推导 /265
丛书序
前言
第1章 概述
1.1 组合动力飞行器发展现状 /2
1.2 组合动力飞行器建模技术研究现状 /7
1.2.1 组合动力飞行器技术研究现状 /7
1.2.2 组合动力飞行器建模技术 /9
1.3 组合动力飞行器建模挑战 /13
1.3.1 建模的难点和特点 /13
1.3.2 基于物理机制的组合动力飞行器建模 /17
1.4 本书的体系结构 /18
参考文献 /22
第2章 组合动力飞行器气动建模理论与方法 30
2.1 气动建模理论基础 /30
2.1.1 激波理论 /32
2.1.2 膨胀波理论 /35
2.1.3 牛顿碰撞理论 /37
2.1.4 切楔/切锥理论 /40
2.1.5 非定常气动力建模理论 /43
2.2 壁面摩擦力模型与方法 /48
2.2.1 van Direst边界层流 /48
2.2.2 van Direst Ⅱ方法 /53
2.2.3 基于van Direst的摩擦力计算 /55
2.2.4 参考温度 /参考焓法 /62
2.2.5 底压模型 /66
2.3 气动力计算方法 /67
2.3.1 流线追踪方法 /67
2.3.2 面元法 /68
2.4 组合动力飞行器气动组合建模方法 /69
2.4.1 模型匹配策略 /70
2.4.2 壁面压力组合模型 /71
2.4.3 壁面摩擦力组合模型 /74
2.5 模型验证 /76
2.6 宽域气动建模软件 /84
2.6.1 AFPE平台设计 /84
2.6.2 AFPE平台验证 /87
参考文献 /92
第3章 组合动力飞行器推进建模理论与方法 95
3.1 理论基础 /96
3.1.1 基于Brayton循环理论模型 /96
3.1.2 基于影响系数法的理论模型 /98
3.1.3 基于解析法的模型 /103
3.1.4 积分型推进系统理论模型 /105
3.2 宽域组合推进系统模型 /119
3.2.1 引射模态模型 /121
3.2.2 双模态冲压发动机模型 /126
3.2.3 火箭模态模型 /141
3.3 宽域内流场一体化模型 /145
3.3.1 模态转换分析 /145
3.3.2 模态转换策略 /147
3.3.3 宽域推进系统性能分析 /150
3.4 宽域内流场快速计算软件集成 /152
参考文献 /155
第4章 气动/推进一体化耦合建模理论与方法 158
4.1 机体/推进一体化耦合分析方法 /159
4.1.1 内外流耦合分析方法 /160
4.1.2 流固热耦合分析方法 /160
4.1.3 流固推进耦合分析方法 /165
4.2 机体/推进一体化内外流耦合分析 /168
4.2.1 内外流耦合问题 /168
4.2.2 基于CFD的气动分析方法 /170
4.2.3 基于准一维流的内流分析 /171
4.3 内外流耦合分析算例与验证 /179
4.3.1 基于高精度CFD验证 /179
4.3.2 双模态超燃冲压发动机准一维流分析 /180
4.3.3 机体/推进一体化自由射流实验 /183
参考文献 /187
第5章 组合动力飞行器动力学统一建模理论 188
5.1 多柔体系统动力学理论 /188
5.1.1 多柔体系统动力学模型 /189
5.1.2 多柔体系统拓扑构型 /189
5.1.3 多柔体系统运动学 /190
5.1.4 多柔体系统动力学 /191
5.2 飞行器运动方程组统一形式 /192
5.2.1 飞行器模型、坐标系和拓扑 /193
5.2.2 飞行器运动学方程 /194
5.2.3 飞行器动力学方程 /197
5.3 运动方程及简化 /210
5.3.1 多体空间运动方程 /210
5.3.2 多体纵向平面运动方程 /214
5.3.3 单体纵向平面运动方程 /217
参考文献 /222
第6章 宽速域建模理论与方法的典型应用 223
6.1 理论模型应用的框架 /224
6.1.1 前处理模块和后处理模块 /224
6.1.2 分析模块 /224
6.2 应用于耦合特性分析 /227
6.2.1 飞行动态耦合特性 /228
6.2.2 气动/推进耦合对飞行动态特性的影响 /232
6.3 应用于飞行动力学控制 /240
6.3.1 运动方程 /240
6.3.2 运动模态分析 /247
6.3.3 控制特性分析 /249
6.4 应用于动力学/弹道特性分析 /252
6.4.1 动力学方程及坐标系 /252
6.4.2 弹道特性分析 /254
附录A 广义质量阵和广义刚度阵中的分块矩阵 /260
附录B 单体纵向平面运动方程的推导 /265
