空间任务飞行器减阻防热新方法及其应用

目录
丛书序
前言
第1章绪论1
1.1空间任务飞行器高超声速流动中所面临的关键问题/1
1.2高超声速流动中减阻防热技术现状与趋势/3
1.2.1高超声速流动中减阻防热机理/3
1.2.2传统减阻防热技术/4
1.2.3组合式减阻防热技术/31
1.2.4减阻防热优化设计技术/36
1.3本章小结/37
参考文献/38
第2章基本理论与数值方法验证50
2.1试验设计方法/50
2.2优化算法/52
2.2.1单目标优化算法/52
2.2.2多目标优化算法/53
2.3数值方法/54
2.3.1流动控制方程/54
2.3.2有限体积法/56
2.3.3时间离散格式/59
2.3.4空间离散格式/62
2.3.5SST两方程湍流模型/65
2.4算例验证/67
2.4.1高超声速飞行器外流场/67
2.4.2逆向射流/69
2.4.3减阻杆/74
2.5本章小结/79
参考文献/80
第3章头部减阻防热技术在高超声速再入飞行器中的应用82
3.1迎风凹腔与逆向射流组合体减阻防热方案设计/82
3.1.1物理模型和数值模拟方法/82
3.1.2网格独立性分析/85
3.1.3小结/93
3.2迎风凹腔与逆向射流组合体性能参数研究/93
3.2.1射流工作参数对组合体减阻防热性能的影响/94
3.2.2来流攻角对组合体减阻防热性能的影响/102
3.2.3结构参数对组合体减阻防热性能的影响/106
3.2.4小结/114
3.3新构型迎风凹腔与逆向射流组合体多目标设计优化/115
3.3.1目标函数、设计变量及约束条件/115
3.3.2试验设计方法和采样结果/117
3.3.3建立近似模型和多目标设计优化/119
3.3.4小结/123
3.4本章小结/123
参考文献/124
第4章组合式新概念热防护系统在高超声速再入飞行器中的应用128
4.1减阻杆与逆向射流组合体性能参数研究/128
4.1.1物理模型和数值模拟方法/129
4.1.2数值模拟结果分析/132
4.1.3小结/152
4.2减阻杆与逆向射流组合体多目标设计优化/153
4.2.1目标函数/154
4.2.2设计变量及其范围设置/154
4.2.3试验设计方法和采样结果/159
4.2.4方差分析/161
4.2.5建立近似模型/164
4.2.6优化算法选择/166
4.2.7优化结果分析/166
4.2.8小结/171
4.3本章小结/172
参考文献/173
第5章新型逆向射流方案在临近空间高超声速飞行器中的应用176
5.1逆向射流准则/176
5.2新型逆向射流减阻防热机理研究/180
5.2.1新型逆向射流方案设计/180
5.2.2物理模型及数值计算/182
5.2.3计算网格及边界条件/182
5.2.4网格无关性验证/183
5.2.5减阻与防热特性讨论与分析/185
5.2.6流场特性分析/189
5.2.7小结/191
5.3等N角形减阻防热机理研究/192
5.3.1等N角形逆向射流方案设计/192
5.3.2射流方案及网格/193
5.3.3减阻与防热特性/195
5.3.4流场特性分析/199
5.3.5小结/200
5.4流动参数对等N角形逆向射流减阻防热特性影响/201
5.4.1攻角对流场特性的影响/201
5.4.2侧滑角对流场特性的影响/207
5.4.3射流角对流场特性的影响/210
5.4.4小结/212
5.5逆向射流对钝化高超声速飞行器减阻防热影响研究/212
5.5.1逆向射流在钝化乘波飞行器上的方案设计/212
5.5.2逆向射流对钝化乘波飞行器性能影响/216
5.5.3射流压比对钝化乘波飞行器的影响/223
5.5.4来流参数对带逆喷钝化乘波飞行器的影响/230
5.5.5小结/240
5.6射流方式对钝化乘波飞行器性能的影响/240
5.6.1方案设计/240
5.6.2等流量射流/241
5.6.3等马赫数射流/246
5.6.4等构型射流/251
5.7多孔逆向射流减阻防热机理研究/255
5.7.1设计方案/256
5.7.2数值方法及网格/256
5.7.3性能分析/257
5.8本章小结/265
参考文献/266
第6章逆向脉冲射流及其组合体在空间任务飞行器中的应用267
6.1正弦波脉冲射流减阻防热性能研究/267
6.1.1脉冲射流定义/267
6.1.2数值模拟结果分析/269
6.1.3小结/278
6.2周期对逆向脉冲射流减阻防热性能的影响/278
6.2.1不同周期脉冲射流定义/278
6.2.2数值模拟结果分析/280
6.2.3小结/285
6.3波形对逆向脉冲射流减阻防热性能的影响/285
6.3.1不同波形脉冲射流定义/285
6.3.2数值模拟结果分析/290
6.3.3小结/293
6.4逆向脉冲射流与迎风凹腔组合构型研究/293
6.4.1模型构建及数值模拟/294
6.4.2数值模拟结果分析/296
6.4.3小结/306
6.5本章小结/307
参考文献/307