空間任務飛行器減阻防熱新方法及其應用

目錄
叢書序
前言
第1章緒論1
1.1空間任務飛行器高超聲速流動中所面臨的關鍵問題/1
1.2高超聲速流動中減阻防熱技術現(xiàn)狀與趨勢/3
1.2.1高超聲速流動中減阻防熱機理/3
1.2.2傳統(tǒng)減阻防熱技術/4
1.2.3組合式減阻防熱技術/31
1.2.4減阻防熱優(yōu)化設計技術/36
1.3本章小結/37
參考文獻/38
第2章基本理論與數值方法驗證50
2.1試驗設計方法/50
2.2優(yōu)化算法/52
2.2.1單目標優(yōu)化算法/52
2.2.2多目標優(yōu)化算法/53
2.3數值方法/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/79
參考文獻/80
第3章頭部減阻防熱技術在高超聲速再入飛行器中的應用82
3.1迎風凹腔與逆向射流組合體減阻防熱方案設計/82
3.1.1物理模型和數值模擬方法/82
3.1.2網格獨立性分析/85
3.1.3小結/93
3.2迎風凹腔與逆向射流組合體性能參數研究/93
3.2.1射流工作參數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結構參數對組合體減阻防熱性能的影響/106
3.2.4小結/114
3.3新構型迎風凹腔與逆向射流組合體多目標設計優(yōu)化/115
3.3.1目標函數、設計變量及約束條件/115
3.3.2試驗設計方法和采樣結果/117
3.3.3建立近似模型和多目標設計優(yōu)化/119
3.3.4小結/123
3.4本章小結/123
參考文獻/124
第4章組合式新概念熱防護系統(tǒng)在高超聲速再入飛行器中的應用128
4.1減阻桿與逆向射流組合體性能參數研究/128
4.1.1物理模型和數值模擬方法/129
4.1.2數值模擬結果分析/132
4.1.3小結/152
4.2減阻桿與逆向射流組合體多目標設計優(yōu)化/153
4.2.1目標函數/154
4.2.2設計變量及其范圍設置/154
4.2.3試驗設計方法和采樣結果/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)化結果分析/166
4.2.8小結/171
4.3本章小結/172
參考文獻/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用176
5.1逆向射流準則/176
5.2新型逆向射流減阻防熱機理研究/180
5.2.1新型逆向射流方案設計/180
5.2.2物理模型及數值計算/182
5.2.3計算網格及邊界條件/182
5.2.4網格無關性驗證/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/191
5.3等N角形減阻防熱機理研究/192
5.3.1等N角形逆向射流方案設計/192
5.3.2射流方案及網格/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/200
5.4流動參數對等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/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計/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來流參數對帶逆噴鈍化乘波飛行器的影響/230
5.5.5小結/240
5.6射流方式對鈍化乘波飛行器性能的影響/240
5.6.1方案設計/240
5.6.2等流量射流/241
5.6.3等馬赫數射流/246
5.6.4等構型射流/251
5.7多孔逆向射流減阻防熱機理研究/255
5.7.1設計方案/256
5.7.2數值方法及網格/256
5.7.3性能分析/257
5.8本章小結/265
參考文獻/266
第6章逆向脈沖射流及其組合體在空間任務飛行器中的應用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數值模擬結果分析/269
6.1.3小結/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數值模擬結果分析/280
6.2.3小結/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數值模擬結果分析/290
6.3.3小結/293
6.4逆向脈沖射流與迎風凹腔組合構型研究/293
6.4.1模型構建及數值模擬/294
6.4.2數值模擬結果分析/296
6.4.3小結/306
6.5本章小結/307
參考文獻/307