火箭气动流场特性分析 韩珺礼,陈志华,薛大文 9787118105957 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩珺礼，陈志华，薛大文 著

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• 火箭技术
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• 气动外形
• 流场分析
• 航空航天
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• 韩珺礼

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105957

商品编码：29371760265

包装：平装

出版时间：2015-12-01

图书基本信息
图书名称	火箭气动流场特性分析
作者	韩珺礼,陈志华,薛大文
定价	65.00元
出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118105957
出版日期	2015-12-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书可作为从事飞行器总体技术等相关工程技术研究人员参考用书，也可供兵器科学与技术、流体力学等相关专业的研究生教学参考。

作者简介

目录

章 绪论 1.1 引言 1.2 火箭的主要结构 1.3 火箭的流场结构 第2章 空动力学基本理论 2.1 引言 2.2 气体特性 2.2.1 气体的可压缩性 2.2.2 气体的状态方程 2.2.3 理想气体的热力学关系式 2.3 空气动力学控制方程 2.3.1 连续方程 2.3.2 动量方程 2.3.3 能量方程 2.3.4 可压N-S方程的求解 2.4 激波动力学 2.4.1 气体声速 2.4.2 正激波 2.4.3 斜激波 2.4.4 激波相交与反射 2.5 边界层理论 2.5.1 层流边界层理论 2.5.2 湍流边界层理论 2.5.3 边界层分离 2.6 激波与边界层相互作用及其诱导的分离 2.7 高超声速空气动力学 第3章 火箭飞行主要参数与计算方法 3.1 引言 3.2 火箭气动力参数 3.2.1 主要气动力分析 3.2.2 推力与重力分析 3.3 火箭弹运动方程的求解 3.4 火箭流场的数学模型 3.4.1 可压大涡模拟方程 3.4.2 Smagorinsky模型 3.4.3 动力学模型 3.4.4 尺度相似模型 3.4.5 拉伸涡模型 3.5 超声速流场的数值模拟方法 3.5.1 有限差分法 3.5.2 有限体积法 3.5.3 分裂格式 3.5.4 间断分解算法——Godunov差分格式 3.5.5 迎风型Roe算法——Roe格式差分格式 3.5.6 混合Roe/HLL格式 3.5.7 WENO格式 3.5.8 高阶精度间断分解算法——MUSCL格式 3.5.9 龙格-库塔格式 第4章 偏转头火箭弹典型流场与控制原理 4.1 引言 4.1.1 物理模型 4.1.2 网格生成 4.2 偏转头弹箭典型二维流场结构 4.2.1 偏转头弹箭不同偏转角时的波系结构 4.2.2 偏转头弹箭不同偏转角周围速度场特征 4.2.3 不同偏转角时偏转头弹周围的温度分布 4.2.4 不同偏转角时偏转头弹箭周围的密度分布 4.3 零攻角时偏转头弹箭的三维流场及气动特性分析 4.3.1 压力分布特性 4.3.2 其他主要流场的分布 4.3.3 偏转头弹箭的气动力系数分析 4.4 不同攻角时偏转头弹箭的流场及气动特性 4.4.1 不同攻角时偏转头弹流场特性分析 4.4.2 不同攻角时偏转头弹升阻力系数分析 4.4.3 不同攻角时偏转头弹箭俯仰力矩系数分析 4.5 高空中偏转头弹箭的流场及气动特性分析 4.5.1 高空中的气象条件 4.5.2 高空中偏转头弹箭的压力场分析 4.5.3 高空中偏转头弹箭的其他主要流场特性 4.5.4 高空中偏转头弹箭的气动力特性分析 第5章 钝体绕流的分离与控制 5.1 引言 5.2 圆柱绕流特性 5.2.1 圆柱绕流的分离 5.2.2 圆柱绕流的典型流场结构与参数 5.2.3 圆柱绕流的电磁控制 5.3 细长体绕流特性 5.4 流体分离的主要控制方法 第6章 火箭弹流体分离的被动控制 6.1 引言 6.2 微楔作用下三维流场结构及其分离控制 6.2.1 微楔作用下三维流场结构 6.2.2 翼型流动分离的微楔控制 6.3 微楔和微叶片流动分离控制的不同机理 6.3.1 微楔与微叶片的物理模型比较 6.3.2 微楔与微叶片的流动分离控制机理 6.4 涡流发生器对激波边界层作用所诱导的分离控制研究 6.4.1 无控制条件下激波边界层特性 6.4.2 涡流发生器控制下激波边界层作用特性 6.5 火箭弹流体分离的涡流发生器控制研究 6.5.1 微楔控制对火箭弹气动系数的影响 6.5.2 火箭弹微楔控制机理分析 第7章 火箭弹表画流体分离的主动控制 7.1 引言 7.2 壁面射流与超声速主流作用时的流场结构特性 7.2.1 壁面射流物理模型 7.2.2 壁面射流结构 7.3 激波边界层诱导流体分离的射流控制 7.3.1 激波边界层射流的物理模型 7.3.2 激波边界层射流控制机理 7.4 火箭弹边界层流体分离的射流控制 7.4.1 火箭弹边界层射流控制的物理模型 7.4.2 火箭弹边界层射流控制分析 参考文献

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文摘

序言

《流体力学与航空工程前沿技术》 内容简介 本书深入探讨了流体力学在航空工程领域的关键应用及其前沿技术进展。全书共分为七章，系统地阐述了从基础理论到复杂工程实践的演进，旨在为航空航天领域的科研人员、工程师以及高等院校师生提供一套全面、深入的学习和参考资料。 第一章：基础流体力学理论回顾与航空应用 本章首先回顾了流体力学的基础概念，包括流体的连续性、动量守恒（纳维-斯托克斯方程）和能量守恒。重点讲解了不可压缩流和可压缩流的特性，以及层流与湍流的区分及其对航空器性能的影响。在航空应用方面，详细分析了伯努利原理在翼型升力产生中的作用，以及雷诺数、马赫数等无量纲参数在相似性准则中的重要性，为理解后续章节的复杂现象奠定坚实基础。此外，本章还引入了粘性流和无粘流的理想化模型，并探讨了其各自的适用范围与局限性。 第二章：翼型气动特性理论分析 本章聚焦于翼型这一航空器最核心的气动部件。我们从数学模型入手，详细介绍了薄翼型理论和厚翼型理论。薄翼型理论通过引入速度势函数和流函数，阐述了翼型表面速度分布和压强分布的计算方法，以及升力线理论和升力面理论的推导过程。厚翼型则引入了更复杂的模型，考虑了翼型截面的形状对气动特性的影响，如最大厚度、前缘半径和后缘形状等。本章还深入分析了攻角、展弦比、后掠角等几何参数对翼型升力、阻力、俯仰力矩的影响规律，并初步介绍了翼型失速的发生机理和抑制方法。我们将通过大量图示和公式推导，清晰地展现翼型气动性能的内在联系。 第三章：机翼的气动性能与三维效应 本章将研究范围从二维翼型扩展到三维机翼。我们将重点讨论三维效应，特别是诱导阻力的产生机理，包括翼尖涡的形成和能量损失。通过对速度势函数和流函数的深入分析，阐述了三维机翼上的压力分布与二维情况的差异，以及如何通过优化机翼形状（如后掠、下反、上反、扭转等）来减小诱导阻力，提高升阻比。本章还会介绍几种重要的三维机翼理论，如马蹄涡理论、环量理论以及三维气动弹性效应的初步探讨。例如，我们将详细分析后掠翼带来的跨音速面积律等效应，以及前掠翼的潜在优势与挑战。 第四章：跨音速气动特性 跨音速（马赫数介于0.7到1.3之间）是航空器设计中最具挑战性的速度范围之一，因为在这个区域，流场同时存在亚音速、音速和超音速区域。本章将详细阐述跨音速流动的复杂性，包括激波的产生、发展与衰减。我们将深入讲解跨音速翼型的设计原则，如薄翼型、后掠翼、面积律等，以减缓激波阻力的急剧增加。本章还将介绍跨音速风洞试验的挑战与方法，以及数值模拟在跨音速流场分析中的作用，特别关注激波-边界层相互作用的现象及其对性能的影响。 第五章：超音速与高超音速气动特性 当飞行速度超过音速时，气动特性发生显著变化。本章将深入研究超音速流动，重点分析激波的形成、强度及其对机翼和整体气动性能的影响。我们将介绍超音速翼型的设计，如尖锐前缘、细长外形等，以及不同类型激波（如斜激波、正激波）的特性。进一步地，本章将拓展到高超音速领域（马赫数大于5），探讨高超音速流动的独特性质，包括空气电离、化学反应以及极其复杂的热效应。我们将分析高超音速飞行器的气动外形设计，如钝头体、乘波体等，并讨论热防护问题。 第六章：湍流模型及其在航空器气动设计中的应用 湍流是流体力学中最普遍也最难精确描述的现象。本章将系统介绍不同级别的湍流模型，从经验模型到基于求解雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）的求解器，如 Spalart-Allmaras、k-ε、k-ω 等模型。我们将深入分析这些模型在预测飞机表面摩擦阻力、分离流以及尾迹特性方面的优劣。本章还会探讨大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）等更精细的湍流模拟方法，以及它们在复杂气动现象研究中的应用潜力。我们将通过实际案例，展示如何选择合适的湍流模型来优化航空器的设计。 第七章：先进气动分析技术与未来展望 本章将介绍当前航空领域最前沿的气动分析技术。我们将探讨计算流体动力学（CFD）的最新发展，包括自适应网格加密技术、多物理场耦合计算（如气动-热、气动-结构耦合）以及高效并行计算的策略。此外，本章还将介绍基于机器学习和人工智能的气动预测方法，以及其在加速设计迭代和优化中的作用。最后，本章将对未来航空气动技术的发展趋势进行展望，包括吸气式高超音速飞行器、可变几何构型飞机、先进的控制律设计以及对环境友好型航空器的气动优化等，为读者勾勒出未来航空发展的宏伟蓝图。 本书力求理论联系实际，结合丰富的工程实例和最新的研究成果，帮助读者深入理解航空器气动流场特性的复杂性，并掌握分析和解决实际工程问题的有效方法。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我并没有抱太高的期望，以为这会是一本非常晦涩难懂的学术专著。但读下来之后，我的感觉完全不一样了。作者们显然在如何清晰地传达复杂概念方面下了很大的功夫。书中的插图非常精美，而且质量极高，它们不仅仅是装饰，更是理解文本内容的绝佳辅助。我尤其喜欢那些关于“边界层”的剖析，过去我对这个概念总是一知半解，但通过这本书，我终于明白了它对火箭表面摩擦阻力、热传递等关键因素的决定性作用。书里还详细阐述了不同飞行高度、不同速度下的空气密度和黏性变化，以及这些变化如何动态地影响流场的形态。我甚至觉得，这本书的叙述方式有点像是在讲一个精彩的故事，故事的主角是火箭，而它的每一次加速、爬升、转弯，都伴随着一系列精密而动感的流体互动。对于那些希望深入了解航天器设计背后科学原理的人来说，这本书简直是宝藏。它提供了一个系统性的视角，让我能够从宏观到微观，全面地认识火箭飞行的复杂性。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这是一本非常值得细细品味的图书。作者们在阐述火箭气动流场特性时，不仅呈现了表面的现象，更深入地挖掘了背后的物理机制。我尤其被书中对“升力”和“阻力”在不同飞行阶段的分析所吸引，作者们详细解释了这些力是如何随速度、攻角和流场状态而变化的。书中还涉及了许多高级的概念，比如“激波边界层干扰”和“热气动耦合”，这些内容虽然专业性很强，但在作者们的引导下，我还是能够理解其基本原理和重要意义。我特别欣赏书中对数据和模拟结果的呈现方式，这些图表和曲线不仅展示了研究的成果，也为理解抽象的流场特性提供了直观的依据。这本书让我对火箭的每一次飞行都有了更深刻的理解，也让我对那些为之付出的科学家和工程师们肃然起敬。我强烈推荐给所有对航空航天领域有浓厚兴趣，或者希望拓宽科学视野的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书大概是我今年读过最让我感到震撼的图书之一了，虽然书名听起来有些硬核，但一旦翻开，你就会被它深深吸引。作者们以一种非常直观且富有洞察力的方式，将火箭在不同飞行阶段的气动流场特性娓娓道来。我印象最深刻的是他们对于“激波”的讲解，通过大量的图示和严谨的数学推导，我终于能够真正理解那些在高速飞行中肉眼不可见的空气扰动是如何形成的，以及它们对火箭整体性能产生的复杂影响。书中不只是枯燥的理论陈述，作者们还巧妙地结合了实际的案例分析，比如某个特定型号火箭在发射初期和穿音速阶段的流场变化，让我仿佛置身于控制中心，亲眼见证着火箭的每一次呼吸与律动。尤其是对于火箭头部和尾部的气动设计，书中的分析简直是教科书级别的，解释了为何要采用特定的尖头形状，以及尾部推力矢量控制在复杂流场下的挑战。这本书不仅满足了我对火箭飞行原理的好奇心，更提升了我对工程科学复杂性与精妙性的理解。我强烈推荐给任何对航空航天、流体力学或只是对“为什么火箭能飞”这个问题有疑问的朋友。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的内容非常有深度，但并非难以理解。作者们在处理专业知识时，采取了一种循序渐进、由浅入深的教学方式。对于我这样非专业背景的读者来说，最大的挑战在于理解那些复杂的数学公式和物理模型。然而，书中提供了大量的解释和图示，帮助我逐步消化这些内容。特别是关于“气动弹性”部分，我以前从未想过，火箭在高速飞行过程中，流体力量会与其结构产生复杂的相互作用，甚至影响到火箭的形状和稳定性。作者们通过对这些问题的细致分析，让我深刻体会到工程设计中各个环节的紧密联系和相互制约。这本书不仅满足了我对火箭气动特性的好奇，更让我对整个航天工程的复杂性和精细化程度有了全新的认识。我甚至觉得，这本书的价值不仅仅在于理论知识的传授，更在于它培养了一种严谨的科学思维方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，可以说是打开了我认识火箭领域的新视角。我之前一直认为火箭飞行主要靠的是发动机的推力，但读了这本书之后，我才意识到气动力的影响之大。作者们对“高超声速流”的分析让我大开眼界，特别是关于激波产生和传播的详细讲解，以及它们在火箭表面的作用。书中对于不同形状的火箭头锥在不同马赫数下的气动表现进行了深入的对比分析，让我能够直观地感受到空气动力学设计对火箭性能的至关重要性。我印象最深刻的是其中关于“流动分离”的讨论，这是一个我之前很少听到的概念，但作者们通过图解和案例，清晰地解释了流动分离的发生机制以及它可能带来的负面影响，例如不稳定性增加和阻力增大。这种对于细节的关注，让我觉得这本书不仅仅是一本技术手册，更是一次深入的科学探索。阅读过程中，我多次被作者们对科学严谨性和逻辑性的追求所折服，他们用扎实的理论基础和丰富的实例，构建了一个完整且令人信服的知识体系。