●叢書序
序
前言
章 緒論/1
1.1 臨近空間與臨近空間飛行器/1
1.1.1 吸氣式高超聲速巡航飛行器/2
1.1.2 滑翔再入高超聲速飛行器/3
1.1.3 低軌再入飛行器/5
1.1.4 離地入軌飛行器/6
1.1.5 空天飛機與高超聲速飛機/7
1.2 臨近空間高超聲速飛行器流動特征/8
1.2.1 強壓縮高溫流動/8
1.2.2 高空低密度流動/12
1.2.3 流動/材料燒蝕耦合/13
參考文獻/15
第2章 計算空氣動力學數值模擬基礎/18
2.1 流動控制方程/18
2.2 數值離散方法/20
2.2.1 有限體積離散/20
2.2.2 對流通量計算/21
2.2.3 變量重構和限制器/28
2.2.4 黏性通量計算/33
2.2.5 時間推進求解/34
2.2.6 邊界條件/41
2.3 湍流模型/43
2.3.1 Spalart-Allmaras湍流模型/46
2.3.2 剪切應力輸運模型/47
2.3.3 顯式代數雷諾應力模型/48
參考文獻/51
第3章 高超聲速飛行器動態特性計算方法/56
3.1 動導數計算/57
3.1.1 強迫振動/58
3.1.2 自由振動/58
3.1.3 準定常旋轉法/60
3.1.4 動導數典型算例/60
3.2 多體分離仿真/63
3.2.1 拋罩分離/65
3.2.2 級間分離/73
3.3 小結/78
參考文獻/78
第4章 反作用控制繫統噴流干擾計算方法/80
4.1 RCS噴流干擾數值計算方法/83
4.1.1 RCS定常冷噴干擾數值計算方法/83
4.1.2 脈衝噴流干擾非定常數值計算方法/85
4.1.3 燃氣熱噴干擾數值計算方法/91
4.1.4 RCS噴流干擾網格生成技術/93
4.2 高超聲速復雜外形RCS噴流干擾特性/97
4.2.1 單噴流干擾特性/97
4.2.2 多噴流干擾特性/98
4.2.3 噴流/舵面耦合干擾特性/100
4.3 小結/101
參考文獻/102
第5章 高超聲速飛行器熱環境計算方法/104
5.1 熱環境預測中的關鍵數值模擬技術/106
5.1.1 計算網格/106
5.1.2 空間離散格式/112
5.1.3 湍流模型/116
5.2 典型臨近空間高超聲速飛行器熱環境特性/124
5.2.1 簡單流動區域高熱流分布特征/124
5.2.2 復雜流動干擾區域高熱流分布特征/126
5.3 典型高超聲速飛行器熱環境數值模擬/128
5.4 小結/131
參考文獻/132
第6章 高溫氣體效應計算方法/134
6.1 物理模型與計算方法/135
6.1.1 數學物理模型/136
6.1.2 化學反應模型適用性/146
6.2 高溫氣體效應作用機制/151
6.2.1 氣動特性高溫氣體效應作用機理/151
6.2.2 氣體電離輻射影響機理/163
6.3 典型臨近空間高超聲速飛行器高溫氣體效應/166
6.3.1 高溫氣體效應對氣動特性的影響/166
6.3.2 高溫氣體效應對氣動熱的影響/167
6.3.3 等離子體流場分布特性/168
6.4 小結/169
參考文獻/169
第7章 高超聲速稀薄氣體效應及其計算技術/171
7.1 Knudsen層與滑移邊界條件/172
7.1.1 Knudsen層的流動機理/172
7.1.2 滑移邊界條件和滑移模型/173
7.1.3 滑移模型的適應性分析/175
7.1.4 梯形翼臨近空間氣動特性的計算分析/180
7.1.5 熱化學非平衡滑移效應/183
7.2 過渡流區的計算方法/187
7.2.1 引言/187
7.2.2 DSMC方法/188
7.2.3 粒子模擬混合算法/205
7.3 自由分子流區的TPMC方法/211
7.3.1 引言/211
7.3.2 TPMC模擬的主要步驟/212
7.3.3 主要關鍵技術/214
7.3.4 航天器典型構件的多次反射效應分析/218
7.4 典型臨近空間高超聲速飛行器稀薄氣體效應/220
7.5 小結/223
參考文獻/223
第8章 高溫邊界層流場與燒蝕耦合計算方法/226
8.1 材料高溫燒蝕基本理論與模擬方法/227
8.1.1 燒蝕的基本現像及其對流場的影響/227
8.1.2 材料燒蝕工程計算的理論基礎/228
8.2 新型材料燒蝕特性與計算方法/231
8.2.1 碳/碳化硅材料燒蝕特性計算方法/232
8.2.2 塗層抗氧化碳/碳材料燒蝕特性與局部流動分析/237
8.3 燒蝕影響飛行器繞流流場特性/247
8.3.1 燒蝕引射物面邊界模型/248
8.3.2 燒蝕引射對氣動加熱影響/249
8.3.3 燒蝕對等離子體流場影響/253
8.4 邊界層流動與燒蝕耦合計算方法/254
8.4.1 燒蝕外形計算方法/255
8.4.2 CFD與燒蝕形變的耦合模擬/259
8.5 小結/261
參考文獻/262
彩圖/265
內容簡介
臨近空間高超聲速飛行器的研制具有十分重大的戰略意義，《臨近空間高超聲速飛行器計算空氣動力學》以典型復雜外形高超聲速飛行器為背景，采用計算空氣動力學方法研究相關空氣動力問題。《臨近空間高超聲速飛行器計算空氣動力學》共分為8章：章為緒論，介紹了臨近空間與臨近空間飛行器的基本概念及其流動特征；第2章為計算空氣動力學數值模擬基礎；第3章為高超聲速飛行器動態特性計算方法；第4章為反作用控制繫統噴流干擾計算方法；第5章為高超聲速飛行器熱環境計算方法；第6章為高溫氣體效應計算方法；第7章為高超聲速稀薄氣體效應及其計算技術；第8章為高溫邊界層流場與燒蝕耦合計算方法。
