航天科技出版基金 飞行器低雷诺数空气动力学pdf电子书版本下载

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第1章 绪论 1

1.1飞行器低雷诺数空气动力学的范畴和相关特性 1

1.2低雷诺数空气动力学的主要问题 3

1.2.1低雷诺数层流分离与转捩 3

1.2.2低雷诺数气动特性的非线性特征 6

1.2.3低雷诺数流动的数值模拟和风洞试验 7

1.2.4低雷诺数流动三维效应 9

1.3低雷诺数问题带来的挑战 10

1.3.1低雷诺数效应对飞行器性能的影响 10

1.3.2低雷诺数气动特性预测精度 11

1.3.3低雷诺数流动机理、演化规律及低雷诺数效应的有效抑制 11

1.3.4低雷诺数飞行器伴随的飞行力学响应和气动弹性问题 12

参考文献 14

第2章 低雷诺数空气动力学研究方法 16

2.1低雷诺数气动问题数值模拟技术 17

2.1.1低雷诺数空气动力学基本方程 18

2.1.2 RANS数值模拟方法 24

2.1.3精细化数值模拟方法 41

2.1.4低雷诺数流动数值算例及散布度分析 45

2.2低雷诺数风洞试验技术 59

2.2.1国内外低雷诺数试验设施设备 59

2.2.2翼型气动力测试技术 64

2.2.3低雷诺数风洞测力试验结果散布度分析 66

2.2.4低雷诺数流动显示研究技术 67

参考文献 74

第3章 低雷诺数流动结构与气动特性 76

3.1低雷诺数分离流动基础特性 78

3.2经典层流分离泡 80

3.2.1时均化经典层流分离泡 80

3.2.2雷诺数对经典层流分离泡的影响 86

3.2.3攻角对经典层流分离泡的影响 86

3.3后缘层流分离泡 88

3.3.1时均化后缘层流分离泡 89

3.3.2后缘层流分离泡的试验验证 91

3.3.3后缘层流分离泡的非定常特性 95

3.4翼型低雷诺数气动特性攻角非线性效应 100

3.4.1翼型低雷诺数气动特性小攻角非线性效应 100

3.4.2翼型低雷诺数气动特性中到大攻角静态滞回效应 102

3.5翼型流动结构与气动特性随雷诺数演化规律 105

3.5.1低雷诺数时均化流动结构与气动特性演化规律 105

3.5.2非定常分离特性随雷诺数的演化规律 109

3.6来流湍流度、表面粗糙度对低雷诺数气动特性影响 112

3.6.1来流湍流度影响 113

3.6.2表面粗糙度影响 116

3.7蒙皮振动对翼型低雷诺数流场结构和气动特性影响 121

3.7.1蒙皮振动对翼型流场结构和气动特性的影响 123

3.7.2蒙皮振动对流场非定常特性的影响 128

3.7.3振动频率的影响 130

3.8低雷诺数三维流动特性 134

3.8.1翼段低雷诺数流动的三维效应 134

3.8.2大展弦比机翼低雷诺数气动特性 137

3.8.3小展弦比机翼低雷诺数气动特性 139

参考文献 143

第4章 临近空间飞行器螺旋桨技术 145

4.1低雷诺数螺旋桨气动特性及分析方法 145

4.1.1低雷诺数螺旋桨流动结构与气动特性 145

4.1.2低雷诺数螺旋桨气动特性分析方法 151

4.1.3高空螺旋桨算例验证 152

4.2低雷诺数螺旋桨气动设计 154

4.2.1基于粒子群算法的翼型和桨叶气动优化设计方法 155

4.2.2螺旋桨气动优化设计 158

4.2.3临近空间太阳能无人机螺旋桨特性 164

4.3推进系统多工况匹配技术 168

4.4高空低雷诺数螺旋桨气动特性试验技术与验证 171

4.4.1低雷诺数螺旋桨相似理论 172

4.4.2高空低雷诺数螺旋桨试验方法 174

4.4.3临近空间太阳能无人机螺旋桨地面试验 177

参考文献 185

第5章 低雷诺数飞行器相关飞行力学特性 187

5.1飞行力学方程及假设 187

5.1.1刚性飞行器动力学及运动学方程 188

5.1.2运动方程线性化 188

5.1.3小扰动运动方程组 190

5.2飞行器质量和气动特征 190

5.2.1质量特性 190

5.2.2气动特性 192

5.3气动导数计算方法及机理分析 193

5.3.1俯仰动导数 193

5.3.2滚转动导数 194

5.3.3航向动导数 196

5.3.4计算公式验证 198

5.3.5动导数机理分析 198

5.4临近空间太阳能飞行器在静止大气中的稳定性 199

5.4.1纵向稳定性 199

5.4.2横航向稳定性 202

5.5临近空间太阳能飞行器在风场中的稳定性 206

5.5.1考虑风场影响的横航向运动方程 206

5.5.2定常水平风和垂直风对横航向稳定性的影响 210

5.5.3横航向运动参数对风场扰动的响应 213

5.6飞行控制技术 218

5.6.1纵向飞行控制 218

5.6.2横航向飞行控制 219

5.6.3在风场中的横航向控制策略 220

参考文献 225

第6章 低雷诺数流动相关的气动弹性力学 226

6.1气动弹性力学的发展和挑战 227

6.1.1低雷诺数飞行器气动弹性的特征 227

6.1.2非定常气动力 227

6.1.3柔性结构动力学 229

6.1.4气动弹性耦合 230

6.2低雷诺数非定常气动力 231

6.2.1非定常气动力的一般特性 231

6.2.2非定常数值计算技术 232

6.2.3低雷诺数非定常气动力模型方法 234

6.3柔性结构 237

6.3.1柔性结构的描述方法 237

6.3.2本征梁模型参数 239

6.3.3柔性梁结构特性和模型验证 241

6.4低雷诺数柔性结构气动弹性技术 242

6.4.1颤振分析和预示 242

6.4.2突风载荷及响应分析 244

6.4.3气动弹性与飞行力学耦合 246

6.4.4主动气动弹性技术 250

参考文献 253