空間任務(wù)飛行器減阻防熱新方法及其應(yīng)用

目錄
叢書序
前言
第1章緒論1
1.1空間任務(wù)飛行器高超聲速流動中所面臨的關(guān)鍵問題/1
1.2高超聲速流動中減阻防熱技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢/3
1.2.1高超聲速流動中減阻防熱機(jī)理/3
1.2.2傳統(tǒng)減阻防熱技術(shù)/4
1.2.3組合式減阻防熱技術(shù)/31
1.2.4減阻防熱優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)/36
1.3本章小結(jié)/37
參考文獻(xiàn)/38
第2章基本理論與數(shù)值方法驗(yàn)證50
2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法/50
2.2優(yōu)化算法/52
2.2.1單目標(biāo)優(yōu)化算法/52
2.2.2多目標(biāo)優(yōu)化算法/53
2.3數(shù)值方法/54
2.3.1流動控制方程/54
2.3.2有限體積法/56
2.3.3時(shí)間離散格式/59
2.3.4空間離散格式/62
2.3.5SST兩方程湍流模型/65
2.4算例驗(yàn)證/67
2.4.1高超聲速飛行器外流場/67
2.4.2逆向射流/69
2.4.3減阻桿/74
2.5本章小結(jié)/79
參考文獻(xiàn)/80
第3章頭部減阻防熱技術(shù)在高超聲速再入飛行器中的應(yīng)用82
3.1迎風(fēng)凹腔與逆向射流組合體減阻防熱方案設(shè)計(jì)/82
3.1.1物理模型和數(shù)值模擬方法/82
3.1.2網(wǎng)格獨(dú)立性分析/85
3.1.3小結(jié)/93
3.2迎風(fēng)凹腔與逆向射流組合體性能參數(shù)研究/93
3.2.1射流工作參數(shù)對組合體減阻防熱性能的影響/94
3.2.2來流攻角對組合體減阻防熱性能的影響/102
3.2.3結(jié)構(gòu)參數(shù)對組合體減阻防熱性能的影響/106
3.2.4小結(jié)/114
3.3新構(gòu)型迎風(fēng)凹腔與逆向射流組合體多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化/115
3.3.1目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計(jì)變量及約束條件/115
3.3.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和采樣結(jié)果/117
3.3.3建立近似模型和多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化/119
3.3.4小結(jié)/123
3.4本章小結(jié)/123
參考文獻(xiàn)/124
第4章組合式新概念熱防護(hù)系統(tǒng)在高超聲速再入飛行器中的應(yīng)用128
4.1減阻桿與逆向射流組合體性能參數(shù)研究/128
4.1.1物理模型和數(shù)值模擬方法/129
4.1.2數(shù)值模擬結(jié)果分析/132
4.1.3小結(jié)/152
4.2減阻桿與逆向射流組合體多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化/153
4.2.1目標(biāo)函數(shù)/154
4.2.2設(shè)計(jì)變量及其范圍設(shè)置/154
4.2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和采樣結(jié)果/159
4.2.4方差分析/161
4.2.5建立近似模型/164
4.2.6優(yōu)化算法選擇/166
4.2.7優(yōu)化結(jié)果分析/166
4.2.8小結(jié)/171
4.3本章小結(jié)/172
參考文獻(xiàn)/173
第5章新型逆向射流方案在臨近空間高超聲速飛行器中的應(yīng)用176
5.1逆向射流準(zhǔn)則/176
5.2新型逆向射流減阻防熱機(jī)理研究/180
5.2.1新型逆向射流方案設(shè)計(jì)/180
5.2.2物理模型及數(shù)值計(jì)算/182
5.2.3計(jì)算網(wǎng)格及邊界條件/182
5.2.4網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證/183
5.2.5減阻與防熱特性討論與分析/185
5.2.6流場特性分析/189
5.2.7小結(jié)/191
5.3等N角形減阻防熱機(jī)理研究/192
5.3.1等N角形逆向射流方案設(shè)計(jì)/192
5.3.2射流方案及網(wǎng)格/193
5.3.3減阻與防熱特性/195
5.3.4流場特性分析/199
5.3.5小結(jié)/200
5.4流動參數(shù)對等N角形逆向射流減阻防熱特性影響/201
5.4.1攻角對流場特性的影響/201
5.4.2側(cè)滑角對流場特性的影響/207
5.4.3射流角對流場特性的影響/210
5.4.4小結(jié)/212
5.5逆向射流對鈍化高超聲速飛行器減阻防熱影響研究/212
5.5.1逆向射流在鈍化乘波飛行器上的方案設(shè)計(jì)/212
5.5.2逆向射流對鈍化乘波飛行器性能影響/216
5.5.3射流壓比對鈍化乘波飛行器的影響/223
5.5.4來流參數(shù)對帶逆噴鈍化乘波飛行器的影響/230
5.5.5小結(jié)/240
5.6射流方式對鈍化乘波飛行器性能的影響/240
5.6.1方案設(shè)計(jì)/240
5.6.2等流量射流/241
5.6.3等馬赫數(shù)射流/246
5.6.4等構(gòu)型射流/251
5.7多孔逆向射流減阻防熱機(jī)理研究/255
5.7.1設(shè)計(jì)方案/256
5.7.2數(shù)值方法及網(wǎng)格/256
5.7.3性能分析/257
5.8本章小結(jié)/265
參考文獻(xiàn)/266
第6章逆向脈沖射流及其組合體在空間任務(wù)飛行器中的應(yīng)用267
6.1正弦波脈沖射流減阻防熱性能研究/267
6.1.1脈沖射流定義/267
6.1.2數(shù)值模擬結(jié)果分析/269
6.1.3小結(jié)/278
6.2周期對逆向脈沖射流減阻防熱性能的影響/278
6.2.1不同周期脈沖射流定義/278
6.2.2數(shù)值模擬結(jié)果分析/280
6.2.3小結(jié)/285
6.3波形對逆向脈沖射流減阻防熱性能的影響/285
6.3.1不同波形脈沖射流定義/285
6.3.2數(shù)值模擬結(jié)果分析/290
6.3.3小結(jié)/293
6.4逆向脈沖射流與迎風(fēng)凹腔組合構(gòu)型研究/293
6.4.1模型構(gòu)建及數(shù)值模擬/294
6.4.2數(shù)值模擬結(jié)果分析/296
6.4.3小結(jié)/306
6.5本章小結(jié)/307
參考文獻(xiàn)/307