组合动力飞行器多学科设计优化方法

图书标准信息

• 作者 黄伟
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2021-11
• 版次 1
• ISBN 9787030703408
• 定价 120.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 214页
• 字数 252.000千字

【内容简介】

《组合动力飞行器多学科设计优化方法》从几何参数化建模、动力建模、弹道建模、气动建模、质量建模等各个方面详述了组合动力飞行器多学科设计优化方法，结合两层系统集成优化策略，获取到综合性能较优的飞行器总体方案；建立了耦合RBCC推进系统和宽速域飞行器气动外形的组合动力飞行器总体方案，可为高超声速飞机的工程化提供技术保障。《组合动力飞行器多学科设计优化方法》学科模型的建立更加精细、准确、系统，与公开文献的试验数据进行了充分对比验证，可为高超声速飞机总体设计提供参考。

【目录】

目录

丛书序

前言

英文缩写表

第1章绪论1

1.1研究背景与意义/1

1.2组合动力飞行器研究概况/4

1.2.1组合动力飞行器气动外形/4

1.2.2吸气式冲压发动机/6

1.2.3组合动力飞行器弹道设计与优化/10

1.3多学科设计优化方法研究概况/13

1.3.1MDO模型/13

1.3.2MDO策略/14

1.3.3基于代理模型的优化/16

1.4研究内容与框架/18

第2章组合动力飞行器设计中的研究方法与验证21

2.1数值方法与验证/21

2.1.1三维低速外流数值方法与验证/21

2.1.2三维跨声速外流数值方法与验证/28

2.1.3三维高超声速外流数值方法与验证/30

2.1.4超声速内流数值方法与验证/32

2.2气动性能工程估算方法/36

2.2.1高超声速工程估算方法/36

2.2.2面元划分与法向量确定/39

2.2.3算例验证/41

2.3试验设计与数据分析/42

2.3.1OED问题定义/42

2.3.2极差分析/44

2.3.3方差分析/45

2.4代理模型及加点方法的实现及验证/46

2.4.1Kriging模型原理/46

2.4.2函数验证/47

2.4.3MSPE加点方法/49

2.4.4Kriging模型的工程应用/51

2.5小结/52

第3章参数化建模方法研究与比较53

3.1二维参数化建模方法在翼型设计中的应用/53

3.1.1B样条方法/53

3.1.2CST方法/56

3.1.3SVD正交分解方法/59

3.1.4PARSEC方法/61

3.1.5HicksHenne方法/63

3.2二维参数化建模方法的比较/63

3.2.1基函数对比/63

3.2.2翼型拟合能力对比/65

3.3三维参数化建模方法/67

3.3.1三维CST方法/67

3.3.2FFD方法/68

3.3.3FFD方法应用实例/69

3.4小结/73

第4章RBCC发动机热力学模型建立与分析75

4.1RBCC发动机理想模型/75

4.2RBCC发动机性能分析/77

4.2.1引射模态/78

4.2.2冲压模态/82

4.2.3超燃冲压模态/83

4.2.4火箭模态/83

4.3算例验证/84

4.4RBCC发动机性能参数化研究/87

4.4.1工作高度对发动机性能的影响/88

4.4.2发动机尺寸的影响/89

4.4.3发动机内部截面比例的影响/90

4.5小结/91

第5章组合动力飞行器弹道设计92

5.1弹道方程/92

5.2以RBCC发动机为动力系统的等动压上升弹道设计/93

5.2.1起飞质量的影响/95

5.2.2发动机尺寸的影响/98

5.2.3飞行动压的影响/99

5.2.4具有实际意义的宽速域弹道分析/101

5.3有动力再入弹道设计/103

5.4弹道优化/106

5.4.1Radau伪谱法/106

5.4.2爬升弹道优化/106

5.4.3再入弹道优化/107

5.5小结/110

第6章组合动力飞行器气动外形设计研究112

6.1基于锥导乘波理论的宽速域滑翔飞行器设计方法/112

6.1.1锥导乘波体设计方法/113

6.1.2等激波角宽速域乘波设计方法/115

6.1.3等激波角宽速域乘波飞行器控制参数/116

6.2吻切锥变马赫数宽速域乘波飞行器设计方法/117

6.2.1设计方法/117

6.2.2设计参数选取/121

6.2.3设计方法验证/121

6.2.4高速气动性能分析/123

6.3吻切锥涡升宽速域乘波飞行器设计方法/129

6.3.1设计方法/129

6.3.2设计参数选取/134

6.3.3设计方法验证/135

6.3.4高速气动性能分析/136

6.3.5低速气动性能分析/147

6.4宽速域滑翔飞行器与乘波体性能比较/150

6.4.1研究模型/150

6.4.2气动性能分析方法/153

6.4.3气动性能比较/153

6.5基于锥导理论的吸气式巡航飞行器设计方法/157

6.5.1设计思路/158

6.5.2参数化设计方法/159

6.6吸气式巡航飞行器性能分析/161

6.6.1性能分析方法/161

6.6.2仿真结果与气动性能分析/162

6.6.3构型设计参数对性能的影响分析/167

6.7小结/173

第7章组合动力飞行器多学科设计优化研究175

7.1MDO方法的实现/175

7.1.1变量定义/175

7.1.2MDO方法与实现过程/176

7.2飞行器学科分析模型/176

7.2.1几何分析模型/176

7.2.2气动分析模型/180

7.2.3推进系统模型/182

7.2.4质量分析模型/184

7.2.5弹道性能模型/186

7.3组合动力飞行器MDO框架/186

7.4组合动力飞行器MDO实现与分析/188

7.4.1模型初始化MDA分析/188

7.4.2MDO过程和结果/190

7.4.3优化构型性能分析/194

7.5小结/196

参考文献198

附录DOE分析支撑数据213