“十三五”国家重点出版物出版规划项目·重大出版工程高超声速出版工程国家出版基金项目自由活塞激波风洞理论

高超声速出版工程目录 丛书序 前言 第1章 自由活塞激波风洞概述/1 1.1 自由活塞激波风洞的发展和模拟能力/1 1.1.1 自由活塞激波风洞的兴起/1 1.1.2 不同驱动方式的激波风洞/3 1.1.3 重要的自由活塞激波风洞/7 1.2 自由活塞激波风洞基本结构与运行原理/17 1.3 高焓流动的特征与模拟/21 1.3.1 再入过程中的真实气体效应/21 1.3.2 双尺度律/25 1.3.3 推进试验/29 1.3.4 高焓流动的模拟策略/37 1.4 自由活塞激波风洞的局限/40 1.4.1 基本情况/40 1.4.2 污染与辐射/42 1.4.3 流动的特征/45 1.5 直通型风洞与膨胀管风洞/48 1.5.1 直通型风洞/48 1.5.2 膨胀管风洞/48 参考文献/51 第2章 活塞运动与控制/59 2.1 活塞的运动/59 2.1.1 膜片打开之前活塞的控制方程/59 2.1.2 膜片打开之后活塞的控制方程/61 2.1.3 混合气体的热力学参数及补充说明/65 2.2 临界速度和常压力驱动时间/67 2.2.1 临界速度/67 2.2.2 常压力驱动时间/68 2.3 常压力驱动时间的深入研究/70 2.4 调谐操作/74 2.4.1 调谐操作的概念/74 2.4.2 一个简单的软着陆模型/75 2.4.3 软着陆和调谐操作的实现/78 2.4.4 活塞的密封与速度的测量/81 2.5 膜片逐步打开过程对活塞运动的影响/85 2.5.1 膜片打开过程中的复杂流动/85 2.5.2 膜片的打开时间/85 2.5.3 理论模型/87 2.5.4 活塞受到的影响/89 2.6 几种常见的能量损失/92 参考文献/96 第3章 激波管中的流动/98 3.1 自由活塞驱动的激波管/98 3.1.1 入射激波Mach数/98 3.1.2 波后气体状态/105 3.1.3 激波的形成与厚度/111 3.1.4 连接段构型及膜片位置对入射激波的影响/114 3.2 缝合接触面条件/115 3.2.1 完全气体假设下的缝合接触面条件/115 3.2.2 真实气体效应下的缝合接触面条件/118 3.2.3 具体算法与一般规律/123 3.3 有用试验时间与波系之间的相互作用/126 3.3.1 反射膨胀波波头的运动/126 3.3.2 若干参数的计算/131 3.3.3 波系间的相互作用/136 3.4 激波的衰减/142 3.4.1 非定常边界层的厚度/142 3.4.2 激波的衰减/146 3.4.3 激波衰减对滞止参数的影响/154 3.4.4 激波衰减对缝合操作的影响/155 参考文献/163 第4章 高焓喷管流动/169 4.1 非平衡喷管流动的一般理论/169 4.1.1 非平衡喷管流动的基本方程/169 4.1.2 非平衡喷管流动与平衡喷管流动的简单比较/173 4.1.3 非平衡流动的计算与试验/177 4.2 高焓喷管流动的特征/178 4.2.1 喷管流的冻结效应/178 4.2.2 喷管的起动/182 4.2.3 热载荷问题/184 4.2.4 自由流模拟中的几个困难/186 4.3 喷管流的冻结模型/191 4.3.1 突然冻结模型/191 4.3.2 振动冻结/197 4.3.3 离解能与冻结焓/206 4.4 喷管流的计算/210 4.4.1 喉道处的状态/210 4.4.2 滞止压力历史/214 4.4.3 自由流速度和密度/217 4.4.4 自由流的静温和静压/219 4.5 喷管出口的试验气体组分/232 4.5.1 组分的计算/232 4.5.2 相关热力学参数/238 4.6 喷管出口试验气流的性质/242 4.6.1 试验气流的偏差带来的影响/242 4.6.2 黏性和导热率/246 4.7 飞行弹道与滞止参数/249 4.7.1 低焓情况下的经典结果/249 4.7.2 高焓下的近似结果/252 4.8 高焓喷管设计/258 4.8.1 高焓喷管设计的特点与经验/258 4.8.2 高焓喷管设计概述/261 4.8.3 边界层修正/263 参考文献/266 第5章 自由活塞激波风洞理论设计/278 5.1 自由活塞激波风洞理论设计与优化/278 5.1.1 理论设计前的准备/278 5.1.2 理论设计流程/283 5.1.3 压缩器运行参数优化/284 5.2 自由活塞激波风洞运行模拟/285 5.2.1 国外情况/285 5.2.2 理论计算程序FPST-thc/287 5.3 自由活塞驱动的双模式风洞/288 5.3.1 外部需求和低焓模拟情况/288 5.3.2 双模式风洞的概念和初步设计/290 5.3.3 炮风洞简述/292 5.3.4 滞止状态的提升/295 5.3.5 轻活塞质量/298 5.3.6 重活塞的软着陆/300 参考文献/304 附录A JF-12风洞主要参数/307 附录B 平衡活塞技术/309 后记/312 彩图/313