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第1章 总论 1

1.1 航天发射场设施设备组成 1

1.2 航天发射场设施设备特点 6

1.3 航天发射场未来发展趋势 7

1.3.1 航天发射场现状 7

1.3.2 航天发射场发展趋势 8

1.4 数值仿真技术理论与发展趋势 9

1.4.1 数值分析技术的基础理论 10

1.4.2 国内外研究现状及发展趋势 11

1.5 航天发射场数值仿真技术体系 14

1.5.1 总体思路 14

1.5.2 体系组成 15

第2章 结构分析基本原理 17

2.1 基本概念和原理 17

2.1.1 一些基本概念 17

2.1.2 应力的表示 21

2.1.3 应变的表示 24

2.1.4 广义胡克定律 25

2.1.5 强度理论 27

2.1.6 弹性问题的能量表示 29

2.2 线弹性静力分析模型 30

2.2.1 基本模型方程 31

2.2.2 常用简化模型 35

2.2.3 基本定理和原理 37

2.3 模型方程的求解方法 38

2.3.1 直接法 38

2.3.2 试函数法 40

2.3.3 虚功原理与最小势能原理 42

2.4 结构动力学基本原理 44

2.4.1 结构动力问题的特点 44

2.4.2 结构动力问题的分类 44

2.4.3 结构系统的动力自由度及其离散 45

2.4.4 振动能量耗散与阻尼力 46

2.4.5 建立运动方程的方法综述 46

2.5 多体系统结构动力学基础 48

2.5.1 基本概念与原理 48

2.5.2 动力学方程 68

第3章 结构有限元分析基本方法 84

3.1 有限元分析原理 84

3.1.1 二杆结构计算方法 84

3.1.2 有限元分析基本思路 88

3.1.3 单元性质与特征处理 91

3.1.4 单元载荷与边界处理 98

3.2 结构有限元分析中的常见问题 100

3.2.1 计算模型的选择 100

3.2.2 几何模型的简化 100

3.2.3 离散方式与单元选择 102

3.2.4 边界条件与连接条件 105

3.2.5 收敛性、误差估计与改善精度的方法 109

3.3 其他类型的结构有限元分析 111

3.3.1 材料非线性问题 111

3.3.2 几何非线性问题 113

3.3.3 接触非线性问题 119

3.3.4 结构稳定性问题 121

3.3.5 结构动力学分析 123

3.4 有限元商业软件 127

3.4.1 软件基本构成与操作 127

3.4.2 常用有限元商业软件简介 128

3.5 电缆摆杆结构优化设计与评估 129

3.5.1 电缆摆杆组成结构和负载 130

3.5.2 有限元建模 132

3.5.3 仿真分析 134

3.5.4 试验对比与分析 138

3.6 回转平台结构动力特性评估与优化 140

3.6.1 回转平台结构模型 140

3.6.2 结构动力特性建模 144

3.6.3 结构有限元建模 147

3.6.4 结构动力特性评估 155

第4章 流体与传热的基本原理 164

4.1 流体力学基础知识 164

4.1.1 基本概念 164

4.1.2 流体流动的分类 171

4.1.3 气体动力学基础 172

4.2 传热学基础知识 178

4.2.1 基本传热方式 179

4.2.2 传热学基本方程 180

4.2.3 传热过程与传热系数 181

4.3 流体控制方程 183

4.3.1 基本控制方程 183

4.3.2 控制方程的不同表示 186

4.3.3 方程类型与定解条件 199

4.3.4 雷诺平均方程 203

4.3.5 湍流模型 205

第5章 流体与传热数值计算 212

5.1 流体与传热数值计算方法 212

5.1.1 模型方程的离散与计算 212

5.1.2 流动与传热数值计算方法概述 215

5.1.3 基于通用控制方程的离散过程 217

5.1.4 基于矢量方程的离散过程 221

5.1.5 求解方法 227

5.2 流体与传热计算中的常见问题 229

5.2.1 计算网格 229

5.2.2 边界类型与参数设置 232

5.2.3 边界上的湍流参数 234

5.2.4 收敛条件 236

5.2.5 改善收敛性和计算精度的其他方法 238

5.3 CFD商业软件 240

5.3.1 CFD软件通用流程与基本组成 241

5.3.2 常用CFD商业软件介绍 242

5.4 基于CFD的脐带塔温度保障能力评估 243

5.4.1 脐带塔封闭环境传热的数学模型 246

5.4.2 基于CFD的仿真建模 247

5.4.3 小结 259

5.5 基于CFD的推进剂升降温系统能力评估与优化 260

5.5.1 调温的数学物理模型 261

5.5.2 基于CFD的调温过程仿真分析 262

5.5.3 结论及展望 267

5.6 低温推进剂加注过程中的间歇泉效应分析 268

5.6.1 数学物理模型 268

5.6.2 基于CFD的间歇泉效应仿真 274

第6章 多刚体系统动力学 287

6.1 多体系统动力学概述 287

6.1.1 多体系统动力学研究现状 287

6.1.2 多体系统模型要素与拓扑描述 292

6.1.3 多体系统动力学计算方法 293

6.2 多刚体系统动力学 295

6.2.1 刚体的运动描述 295

6.2.2 运动学与动力学模型 299

6.2.3 动力学方程的数值方法 304

6.3 刚柔耦合动力学模型 313

6.3.1 柔性体的运动描述 313

6.3.2 刚柔耦合动力学方程 314

6.4 多体系统传递矩阵法 318

6.4.1 经典传递矩阵方法 318

6.4.2 多刚体系统离散时间传递矩阵法 320

6.5 多体系统动力学商业软件 326

6.5.1 动力学分析商业软件ADAMS简介 328

6.5.2 ADAMS软件基本构成与操作 330

6.6 脱落电连接器的多体系统动力学分析 333

6.6.1 对接锁紧及分离过程的分析建模 334

6.6.2 脱落电连接器的三维建模 340

6.6.3 基于ADAMS的运动过程仿真分析 343

参考文献 352