液体火箭发动机优化设计 蔡国飙等 9787512430174 北京航空航天出版社
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作者蔡国飙等
出版社北京航空航天出版社
ISBN9787512430174
出版时间2020-12
装帧平装
开本16开
定价79元
货号31085570
上书时间2024-05-18
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作者简介
蔡国飙，北京航空航天大学教授、教育部高等学校航空航天类专业教学指导委员会主任委员、“航天器设计优化与动态模拟技术”教育部重点实验室主任、长江学者特聘教授、973首席科学家、国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”、享受国务院特殊津贴专家，探月工程嫦娥三号、嫦娥四号任务突出贡献者，中国很好博士后和全国优先博士后。长期从事航空航天领域的教学科研工作，在火箭发动机仿真优化与重复使用技术、固液混合动力火箭技术、火箭发动机喷流效应及防护技术方面开展了卓有成效的研究，获国家技术发明二等奖2项、国防和军队科技一等奖4项、北京市教育教学成果一等奖1项。
目录
第1章 绪 论
1.1 液体火箭发动机的发展历程
1.2 液体火箭发动机设计技术的发展趋势
1.3 液体火箭发动机优化设计的发展概况
1.4 优化设计对液体火箭发动机研制的重要意义
第2章 优化设计的基本概念
2.1 优化问题的数学描述
2.1.1 设计变量
2.1.2 目标函数
2.1.3 约束条件
2.1.4 优化设计模型
2.2 优化问题的分类
2.2.1 连续优化与离散优化
2.2.2 确定性优化与不确定性优化
2.3 优化算法
2.4 优化问题的解
2.4.1 凸函数
2.4.2 最优解的存在性和唯一性
2.4.3 最优性的充分和必要条件
2.4.4 判断全局最优解的方法
2.4.5 算法的收敛速度和终止准则
第3章 常用的经典优化算法
3.1 一维搜索算法
3.1.1 进退法
3.1.2 序列消去法
3.1.3 二次插值法
3.2 无约束优化方法
3.2.1 最速下降法
3.2.2 牛顿法
3.2.3 拟牛顿法
3.2.4 鲍威尔法
3.2.5 单纯形法
3.3 约束优化方法
3.3.1 外罚函数法
3.3.2 内罚函数法
3.3.3 二次规划算法
3.3.4 序列二次规划法
第4章 群智能优化算法
4.1 概 述
4.2 粒子群优化算法
4.2.1 标准粒子群优化算法
4.2.2 带惯性权重的粒子群优化算法
4.2.3 带收缩因子的粒子群优化算法
4.2.4 动态目标的粒子群优化算法
4.2.5 反向扰动的粒子群优化算法
4.2.6 基于小生境和交叉选择的粒子群优化算法
4.3 差分进化算法
4.3.1 基本差分进化算法
4.3.2 中心变异差分进化算法
4.3.3 三角变异差分进化算法
4.3.4 基于粒子群优化的改进差分进化算法
4.4 蚁群算法
4.4.1 基本蚁群算法
4.4.2 多目标蚁群算法
4.5 量子优化算法
4.5.1 量子计算
4.5.2 量子粒子群多目标优化算法
第5章 优化设计相关技术
5.1 梯度计算方法
5.1.1 有限差分法
5.1.2 自动微分法
5.2 多目标优化方法
5.2.1 物理规划法
5.2.2 线性加权法
5.2.3 P模理想点法
5.2.4 极大极小法
5.2.5 逐步宽容约束法
5.2.6 Benson法
5.2.7 目标规划法
5.2.8 多目标遗传算法
5.2.9 多目标决策方法
5.3 高维多目标可视化技术
5.3.1 传统可视化技术
5.3.2 超径向可视化技术
5.4 近似技术
5.4.1 曲线拟合技术
5.4.2 响应面法
5.4.3 Kriging近似模型
5.4.4 神经网络
5.4.5 近似模型的误差
5.5 计算机试验设计分析
5.5.1 计算机试验设计分析的基本思想和应用分类
5.5.2 全因子设计
5.5.3 多次单因子设计
5.5.4 正交试验设计
5.5.5 均匀设计
第6章 多学科设计优化
6.1 多学科设计优化的定义
6.2 多学科设计优化的研究概况
6.3 多学科设计优化的发展趋势
6.4 多学科设计优化的典型应用
6.5 多学科设计优化的研究内容
6.5.1 设计的表达与求解
6.5.2 分析能力和近似方法
6.5.3 信息管理与处理
6.5.4 管理与文化实施
6.6 多学科设计优化的软件框架
6.6.1 多学科设计优化软件框架的需求分析
6.6.2 典型的多学科设计优化软件框架
6.6.3 液体火箭发动机多学科设计优化软件框架结构
第7章 液体火箭发动机系统仿真与优化设计
7.1 液体火箭发动机总体设计
7.1.1 总体设计依据
7.1.2 总体设计必要性分析
7.2 液体火箭发动机系统静态特性仿真
7.2.1 液体火箭发动机各部件静态数学模型
7.2.2 静态特性仿真方法
7.2.3 液氧／液氢燃气发生器循环发动机静态特性仿真
7.2.4 液氧／煤油补燃循环发动机静态特性仿真
7.3 液体火箭发动机系统动态特性仿真
7.3.1 液体火箭发动机动态数学模型
7.3.2 数值计算方法
7.3.3 液氧／液氢燃气发生器循环发动机过渡过程仿真
7.3.4 液氧／煤油补燃循环发动机过渡过程仿真
7.4 液体火箭发动机系统优化设计
7.4.1 系统优化设计模型
7.4.2 液氧／液氢燃气发生器循环发动机质量估算
7.4.3 液氧／煤油补燃循环发动机质量估算
7.4.4 系统优化设计方法
7.4.5 液氧／液氢燃气发生器循环发动机优化设计
第8章 推力室和燃气发生器仿真与优化设计
8.1 燃烧流场数值仿真
8.1.1 燃烧流场数值仿真模型
8.1.2 燃烧流场数值计算方法
8.1.3 燃烧流场数值算例及结果分析
8.2 传热与结构强度仿真
8.2.1 传热与结构强度仿真模型
8.2.2 传热与结构强度数值计算方法
8.2.3 传热与结构强度数值算例及结果分析
8.3 推力室优化设计
8.3.1 基于数值仿真的短喷管推力室设计模型
8.3.2 推力室多学科设计优化模型
8.3.3 推
内容摘要
鉴于目前国内外还鲜有专门针对液体火箭发动机优化设计的著作，为满足相关专业学生和工程设计人员的需要，在民用航天计划和北京航空航天大学的支持下，作者结合相关研究报告和教学讲义编著了本书。
本书系统介绍了液体火箭发动机优化设计的相关理论和方法，包括经典的局部优化算法、全局智能优化算法和优化设计中常用的相关技术，如多目标处理、建立近似模型等；以我国新一代运载火箭主发动机YF-100液氧／煤油发动机和YF-77液氧／液氢发动机为研究对象，对发动机系统、燃烧装置、旋转装置以及管路阀门等进行了系统全面的仿真与优化设计方法介绍。
本书适合相关专业的研究生和工程技术人员学习参
考。
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