书籍正版 飞行器非定常气动计算与优化技术 肖天航等 科学出版社 工业技术 9787030734716

目录
第1章;;绪论;;1
1.1;;飞行器非定常空气动力问题;;1
1.1.1;;飞行器气动弹动力学问题;;1
1.1.2;;战机大迎角机动飞行;;1
1.1.3;;多体分离非定常空气动力问题;;2
1.1.4;;旋翼/螺旋桨等非定常空气动力问题;;2
1.1.5;;仿生扑翼非定常空气动力学;;3
1.2;;计算空气动力学概述;;4
1.2.1;;计算空气动力学的概念和作用;;4
1.2.2;;计算空气动力学方法概述;;5
1.2.3;;计算空气动力学网格技术概述;;9
1.3;;非定常空气动力设计优化技术及发展;;13
1.4;;本书主要内容;;16
参考文献;;17
第2章;;非定常可压缩空气动力有限体积数值解法;;22
2.1;;非定常空气动力控制方程;;22
2.1.1;;非定常NS方程;;22
2.1.2;;控制方程无量纲化;;23
2.1.3;;几何守恒定律;;25
2.2;;双时间步推进与伪时间导数预处理;;26
2.3;;控制方程离散;;27
2.3.1;;有限体积法空间离散;;27
2.3.2;;时间离散;;28
2.4;;对流通量计算;;29
2.5;;梯度重构;;30
2.5.1;;格林高斯法;;30
2.5.2;;小二乘法;;31
2.5.3;;器;;32
2.6;;黏通量;;33
2.7;;显式格式迭代求解;;33
2.8;;隐式格式迭代求解;;34
2.8.1;;离散方程线化处理;;34
2.8.2;;雅可比矩阵;;35
2.8.3;;线方程组求解;;37
2.9;;边界条件及边界通量雅可比矩阵;;39
2.9.1;;物面边界;;39
2.9.2;;对称面边界;;41
2.9.3;;其他边界条件;;42
2.10;;湍流模型;;44
2.10.1;;Spalart-Allmaras湍流模型;;45
2.10.2;;k-ω SST湍流模型;;47
2.11;;气动力计算;;49
2.12;;非定常流场并行求解;;50
2.12.1;;分布式并行计算策略;;50
2.12.2;;非结构并行求解器构建;;51
参考文献;;54
第3章;;非定常不可压空气动力有限体积数值解法;;58
3.1;;不可压流控制方程;;58
3.1.1;;微分形式方程;;58
3.1.2;;无量纲化;;59
3.1.3;;虚拟压缩法与双时间步;;60
3.1.4;;积分形式方程;;61
3.1.5;;几何守恒定律;;61
3.2;;流方程离散求解;;62
3.2.1;;方程离散;;62
3.2.2;;对流通量;;62
3.2.3;;隐式格式迭代求解;;64
3.3;;边界条件;;67
3.3.1;;物面边界;;67
3.3.2;;对称面边界;;69
3.3.3;;基于特征变量的入流出流边界条件;;69
参考文献;;72
第4章;;非结构动态网格变形方法;;74
4.1;;网格整体刚体运动;;75
4.2;;弹簧模型网格变形;;77
4.3;;线弹体模型网格变形;;77
4.3.1;;控制方程;;78
4.3.2;;方程离散;;79
4.3.3;;线化处理;;79
4.4;;径向基函数网格变形方法;;80
4.4.1;;RBF基本原理;;81
4.4.2;;减小计算量的贪婪算法;;83
4.5;;Delaunay图映射网格变形方法;;85
4.5.1;;Delaunay图映射网格变形基本原理;;86
4.5.2;;改进Delaunay图映射方法;;87
4.5.3;;原方法与改进方法生成动网格的质量和效率的比较;;90
4.6;;组合网格变形方法;;92
4.6.1;;SPR-DGM;;92
4.6.2;;RBF-DGM;;96
参考文献;;98
第5章;;非结构动态嵌套网格技术;;100
5.1;;网格生成与分层管理;;101
5.2;;嵌套网格隐式“挖洞”;;102
5.3;;宿主单元搜索算法;;105
5.3.1;;逆映射方法;;105
5.3.2;;蛇行搜索法;;107
5.3.3;;交替数字树（ADT）方法;;107
5.3.4;;几种宿主单元搜索算法的比较;;111
5.4;;嵌套边界优化;;112
5.5;;网格间的插值;;115
5.6;;嵌套网格并行装配数据通信策略;;115
5.7;;物面距计算;;117
5.7.1;;常用物面距计算方法;;117
5.7.2;;物面距阵面推进并行计算方法;;118
5.8;;可嵌套网格方法;;126
5.9;;动态嵌套网格的几个示例;;128
参考文献;;130
第6章;;飞行器非定常空气动力数值应用;;133
6.1;;飞行器多体分离问题;;133
6.1.1;;机翼挂架外挂物模型;;134
6.1.2;;复杂构型战机外挂武器投放;;136
6.1.3;;高速无人机内埋武器分离;;138
6.1.4;;二级入轨飞行器级间分离;;143
6.2;;直升机旋翼机身气动干扰问题;;150
6.2.1;;GIT旋翼机身模型;;151
6.2.2;;ROBIN模型;;154
6.2.3;;高速直升机构型;;155
6.3;;扑翼非定常空气动力学研究;;159
6.3.1;;柔扑翼推力机制研究;;160
6.3.2;;蜻蜓扑翼非定常空气动力机制;;162
6.3.3;;仿生扑翼飞行器非定常气动特;;171
6.4;;飞行器拖曳系统;;173
6.4.1;;CFD-MBD耦合数值建模方法;;174
6.4.2;;空中加油软管锥套平衡位置计算;;183
6.4.3;;无人机空中回收过程;;188
6.5;;其他应用;;192
6.5.1;;起落架/舱门收放过程;;192
6.5.2;;螺旋桨/机翼气动干扰;;194
6.5.3;;自旋尾翼导弹;;197
参考文献;;199
第7章;;非定常离散伴随敏感导数求解方法;;202
7.1;;时均目标函数;;202
7.2;;敏感导数离散伴随计算式推导;;205
7.3;;流场离散伴随方程求解;;210
7.4;;网格离散伴随方程求解;;214
7.4.1;;静态网格;;215
7.4.2;;刚体运动网格;;216
7.4.3;;变形网格;;217
7.5;;离散伴随方程逆向积分求解策略;;218
7.5.1;;全局时间逆向求解法;;218
7.5.2;;局部时间逆向求解法;;220
7.6;;敏感导数计算验证;;226
7.6.1;;NACA0012翼型定常无黏跨声速绕流;;226
7.6.2;;RAE2822翼型定常黏跨声速绕流;;227
7.6.3;;NACA64A010翼型非定常湍流强迫俯仰运动;;229
参考文献;;232
第8章;;基于伴随误差分析的网格自适应加密技术;;235
8.1;;流方程及求解;;237
8.2;;伴随误差分析;;238
8.2.1;;目标函数;;238
8.2.2;;伴随方程的建立与求解;;238
8.2.3;;伴随误差修正;;239
8.2.4;;误差估计;;240
8.3;;直角网格自适应策略;;241
8.3.1;;初始直角网格生成;;241
8.3.2;;基于流场特征的网格自适应;;247
8.3.3;;基于伴随的网格自适应;;248
8.4;;离散伴随网格自适应在超声速声爆预测上的应用;;250
8.4.1;;超声速民机声爆预测问题;;250
8.4.2;;典型算例验证;;251
8.4.3;;发动机短舱布局对声爆强度的影响研究;;259
8.5;;本章小结;;268
参考文献;;269
第9章;;基于非定常离散伴随的气动外形优化;;273
9.1;;离散伴随气动外形优化设计框架;;273
9.2;;参数化建模;;274
9.2.1;;自由变形法（FFD）;;274
9.2.2;;类形函数变换法（CST）;;280
9.3;;基于梯度的优化算法;;288
9.3.1;;常见的基于梯度的无约束优化算法;;288
9.3.2;;序列二次规划算法;;289
9.4;;离散伴随外形优化设计示例;;292
9.4.1;;翼型跨声速减阻设计;;292
9.4.2;;翼型大攻角分离流动减阻设计;;294
9.4.3;;升沉俯仰翼型推进系数优化设计;;297
9.4.4;;机翼强迫俯仰运动减阻设计;;300
参考文献;;304

本书面向现代飞行器面临的非定常空气动力问题，主要介绍飞行器非定常空气动力数值计算、设计优化方。本书分为9章，第1章为绪论，主要介绍非定常空气动力计算与优化的概念和研究进展；第2章和第3章阐述非定常可压缩、不可压缩空气动力有限体积数值解算方法；第4章和第5章介绍非结构动态网格变形方法和非结构动态嵌套网格技术；第6章为飞行器非定常空气动力数值应用；第7章推导和建立非定常离散伴随敏感导数计算式，构建非定常流场离散伴随方程和网格离散伴随方程的求解策略；第8章阐述基于伴随误差分析的直角网格自适应加密技术及应用；第9章介绍基于非定常离散伴随的气动外形优化设计框架、参数化建模方法、优化算法和若干初步应用案例。