飛行器低雷諾數空氣動力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李鋒，白鵬 等 著

圖書標籤:

• 飛行器
• 低雷諾數
• 空氣動力學
• 微型飛行器
• 無人機
• 流體力學
• 氣動特性
• 數值模擬
• 實驗研究
• 翼型設計

店鋪： 天泰尚圖書專營店

齣版社： 中國宇航齣版社

ISBN：9787515912707

商品編碼：28018590130

包裝：精裝

齣版時間：2017-03-01

基本信息

書名：飛行器低雷諾數空氣動力學

定價：168.00元

作者：李鋒,白鵬 等

齣版社：中國宇航齣版社

齣版日期：2017-03-01

ISBN：9787515912707

字數：

頁碼：254

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《飛行器低雷諾數空氣動力學》主體是作者李鋒、白鵬在長期針對以臨近空間太陽能無人機和微小型無人機為代錶的低雷諾數飛行器總體和氣動設計以及預測分析的研究成果基礎上創作而成的，論述瞭相關的新進展和探索，同時結閤外相關成果，對飛行器低雷諾數空氣動力學及相關問題進行較為係統的闡述和梳理。《飛行器低雷諾數空氣動力學》著眼於應用，同時適當地給齣相關研究方法的理論基礎，適閤從事飛行器低雷諾數空氣動力學學者、設計師和工程技術人員，以及高等院校相關專業研究生和本科生閱讀和參考。

目錄

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章 緒論
1．1 飛行器低雷諾數空氣動力學的範疇和相關特性
1．2 低雷諾數空氣動力學的主要問題
1．2．1 低雷諾數層流分離與轉捩
1．2．2 低雷諾數氣動特性的非綫性特徵
1．2．3 低雷諾數流動的數值模擬和風洞試驗
1．2．4 低雷諾數流動三維效應
1．3 低雷諾數問題帶來的挑戰
1．3．1 低雷諾數效應對飛行器性能的影響
1．3．2 低雷諾數氣動特性預測精度
1．3．3 低雷諾數流動機理、演化規律及低雷諾數效應的有效抑製
1．3．4 低雷諾數飛行器伴隨的飛行力學響應和氣動彈性問題
參考文獻

第2章 低雷諾數空氣動力學研究方法
2．1 低雷諾數氣動問題數值模擬技術
2．1．1 低雷諾數空氣動力學基本方程
2．1．2 RANS數值模擬方法
2．1．3 精細化數值模擬方法
2．1．4 低雷諾數流動數值算例及散布度分析
2．2 低雷諾數風洞試驗技術
2．2．1 外低雷諾數試驗設施設備
2．2．2 翼型氣動力測試技術
2．2．3 低雷諾數風洞測力試驗結果散布度分析
2．2．4 低雷諾數流動顯示研究技術
參考文獻

第3章 低雷諾數流動結構與氣動特性
3．1 低雷諾數分離流動基礎特性
3．2 經典層流分離泡
3．2．1 時均化經典層流分離泡
3．2．2 雷諾數對經典層流分離泡的影響
3．2．3 攻角對經典層流分離泡的影響
3．3 後緣層流分離泡
3．3．1 時均化後緣層流分離泡
3．3．2 後緣層流分離泡的試驗驗證
3．3．3 後緣層流分離泡的非定常特性
3．4 翼型低雷諾數氣動特性攻角非綫性效應
3．4．1 翼型低雷諾數氣動特性小攻角非綫性效應
3．4．2 翼型低雷諾數氣動特性中到大攻角靜態滯迴效應
3．5 翼型流動結構與氣動特性隨雷諾數演化規律
3．5．1 低雷諾數時均化流動結構與氣動特性演化規律
3．5．2 非定常分離特性隨雷諾數的演化規律
3．6 來流湍流度、錶麵粗糙度對低雷諾數氣動特性影響
3．6．1 來流湍流度影響
3．6．2 錶麵粗糙度影響
3．7 濛皮振動對翼型低雷諾數流場結構和氣動特性影響
3．7．1 濛皮振動對翼型流場結構和氣動特性的影響
3．7．2 濛皮振動對流場非定常特性的影響
3．7．3 振動頻率的影響
3．8 低雷諾數三維流動特性
3．8．1 翼段低雷諾數流動的三維效應
3．8．2 大展弦比機翼低雷諾數氣動特性
3．8．3 小展弦比機翼低雷諾數氣動特性
參考文獻

第4章 臨近空間飛行器螺鏇槳技術
4．1 低雷諾數螺鏇槳氣動特性及分析方法
4．1．1 低雷諾數螺鏇槳流動結構與氣動特性
4．1．2 低雷諾數螺鏇槳氣動特性分析方法
4．1．3 高空螺鏇槳算例驗證
4．2 低雷諾數螺鏇槳氣動設計
4．2．1 基於粒子群算法的翼型和槳葉氣動優化設計方法
4．2．2 螺鏇槳氣動優化設計
4．2．3 臨近空間太陽能無人機螺鏇槳特性
4．3 推進係統多工況匹配技術
4．4 高空低雷諾數螺鏇槳氣動特性試驗技術與驗證
4．4．1 低雷諾數螺鏇槳相似理論
4．4．2 高空低雷諾數螺鏇槳試驗方法
4．4．3 臨近空間太陽能無人機螺鏇槳地麵試驗
參考文獻

第5章 低雷諾數飛行器相關飛行力學特性
5．1 飛行力學方程及假設
5．1．1 剛性飛行器動力學及運動學方程
5．1．2 運動方程綫性化
5．1．3 小擾動運動方程組
5．2 飛行器質量和氣動特徵
5．2．1 質量特性
5．2．2 氣動特性
5．3 氣動導數計算方法及機理分析
5．3．1 俯仰動導數
5．3．2 滾轉動導數
5．3．3 航嚮動導數
5．3．4 計算公式驗證
5．3．5 動導數機理分析
5．4 臨近空間太陽能飛行器在靜止大氣中的穩定性
5．4．1 縱嚮穩定性
5．4．2 橫航嚮穩定性
5．5 臨近空間太陽能飛行器在風場中的穩定性
5．5．1 考慮風場影響的橫航嚮運動方程
5．5．2 定常水平風和垂直風對橫航嚮穩定性的影響
5．5．3 橫航嚮運動參數對風場擾動的響應
5．6 飛行控製技術
5．6．1 縱嚮飛行控製
5．6．2 橫航嚮飛行控製
5．6．3 在風場中的橫航嚮控製策略
參考文獻

第6章 低雷諾數流動相關的氣動彈性力學
6．1 氣動彈性力學的發展和挑戰
6．1．1 低雷諾數飛行器氣動彈性的特徵
6．1．2 非定常氣動力
6．1．3 柔性結構動力學
6．1．4 氣動彈性耦閤
6．2 低雷諾數非定常氣動力
6．2．1 非定常氣動力的一般特性
6．2．2 非定常數值計算技術
6．2．3 低雷諾數非定常氣動力模型方法
6．3 柔性結構
6．3．1 柔性結構的描述方法
6．3．2 本徵梁模型參數
6．3．3 柔性梁結構特性和模型驗證
6．4 低雷諾數柔性結構氣動彈性技術
6．4．1 顫振分析和預示
6．4．2 突風載荷及響應分析
6．4．3 氣動彈性與飛行力學耦閤
6．4．4 主動氣動彈性技術
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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好的，這是一本關於仿生學在工程設計中的應用的圖書簡介，內容詳盡，不涉及您提供的書名及其主題。 --- 圖書名稱：仿生設計：從自然啓示到工程實踐 內容簡介 第一部分：生命的智慧與工程的藍圖 在人類文明的漫長曆史中，我們對自然界的觀察與模仿從未停歇。從古老的飛鳥逐夢到昆蟲的精巧結構，生命體在數百萬年的進化過程中，發展齣令人驚嘆的適應性、效率和魯棒性。本書《仿生設計：從自然啓示到工程實踐》旨在係統梳理和深入剖析仿生學（Biomimetics）這一交叉學科的前沿進展，探討如何將生物係統的原理、機製和結構有效地轉化為創新性的工程解決方案。 本書的第一部分著重於構建仿生學的理論基礎和方法論框架。我們首先迴顧仿生學在不同工程領域（如材料科學、結構工程、流體力學和能源係統）中的曆史演進與哲學思辨。核心章節深入探討瞭如何進行有效的“自下而上”與“自上而下”的仿生研究。“自下而上”側重於對特定生物學現象或結構的微觀分析，例如荷葉錶麵的超疏水性（Lotus Effect）如何指導新型防汙塗層和自清潔材料的開發；壁虎腳掌的範德華力附著機製如何啓發無殘留膠粘技術。“自上而下”則更關注於宏觀層麵的係統功能對標，例如鳥類的飛行控製係統如何啓發無人機群的協同與導航算法。 本部分詳細闡述瞭仿生設計流程中的關鍵步驟：觀察與解構、抽象與建模、轉化與實現。書中提供瞭大量的案例分析，展示瞭如何從復雜的生物係統信息中提取齣可被工程化描述的數學模型和物理原理。例如，對白蟻丘內通風係統的研究如何推動瞭對被動式建築熱力學控製係統的創新設計。我們強調，成功的仿生設計並非簡單的復製，而是對自然原理的深刻理解和功能性映射。 第二部分：材料、結構與功能界麵的突破 仿生學對當代工程領域産生的最直接影響體現在材料科學和結構設計方麵。本書的第二部分聚焦於這些關鍵領域的革命性進展。 在仿生材料學方麵，本書詳盡介紹瞭源於自然界的層次化結構材料（Hierarchical Materials）。我們不僅討論瞭蜘蛛絲的強度與韌性平衡機製（韌性與強度的協同作用），還深入分析瞭珍珠母（Nacre）的“磚-泥”結構如何實現遠超傳統陶瓷的抗衝擊和抗裂紋擴展能力。重點章節解析瞭如何利用增材製造技術（如3D打印）精確復現這些多尺度結構，從而製造齣具有超常性能的新一代復閤材料。此外，對海洋生物骨骼（如矽藻和海綿）的孔隙結構研究，為設計高性能多孔吸附劑和生物醫學支架提供瞭新的思路。 在仿生結構設計方麵，重點剖析瞭結構輕量化與拓撲優化的自然範例。例如，對植物莖乾和動物骨骼內部多孔結構的掃描電鏡分析，揭示瞭在最小化材料用量的同時最大化承載力的優化策略。這直接影響瞭航空航天器和高性能體育器材的結構設計。我們還探討瞭如何藉鑒昆蟲外骨骼的分段式柔性連接和自適應關節設計，以開發具有更高可重構性和環境適應性的機器人結構。 第三部分：流體動力學與能源係統的仿生革新 流體動力學是仿生設計中應用最為廣泛且成果最為豐碩的領域之一。本書第三部分深入探討瞭如何從自然界中汲取靈感，優化空氣和水中的運動效率。 針對空氣動力學，書中詳細分析瞭鳥類和昆蟲翅膀在不同飛行狀態下的主動氣動彈性（Aeroelasticity）和非定常氣動效應。不同於傳統固定翼設計，我們研究瞭如何通過模仿翅膀的俯仰、扭轉和襟翼的動態變化來實現更低的失速速度、更高的機動性和更安靜的運行。對於風能捕獲係統，我們藉鑒瞭鯨魚鰭狀結構（Tubercles）的粗糙前緣設計，以提高低速下的升阻比和抗湍流性能。 在水動力學方麵，重點討論瞭模仿魚類和海洋哺乳動物的減阻策略。內容涵蓋瞭鯊魚皮的微觀肋條結構如何通過控製邊界層湍流來實現顯著的摩擦阻力降低（Riblet Technology）。此外，我們還研究瞭海藻和水母的柔性體運動，為開發低能耗的水下機器人和推進係統（如波動推進器）提供瞭工程學上的可行路徑。 第四部分：感知、控製與智能係統的仿生集成 現代工程係統的核心在於其感知、決策和控製能力。本書的最後一部分將目光投嚮瞭神經科學和行為生態學，探討如何將這些生物智能集成到工程係統中。 仿生傳感器是本部分的核心。我們詳細介紹瞭如何模仿昆蟲的復眼結構來設計具有廣闊視場和高幀率的視覺傳感器，以及如何藉鑒生物觸覺受體來開發高靈敏度的壓力和振動傳感器。特彆是對嗅覺係統的模仿（電子鼻），展示瞭其在環境監測和化學物質識彆方麵的巨大潛力。 在控製與機器人學方麵，重點闡述瞭群體智能（Swarm Intelligence）的算法基礎，這些算法直接源於螞蟻覓食、魚群遊動或鳥群遷徙的行為模型。我們探討瞭如何利用這些去中心化、魯棒性極強的分布式算法來優化物流調度、機器人編隊和復雜係統的故障診斷。 總結 《仿生設計：從自然啓示到工程實踐》不僅是一本技術手冊，更是一部啓發創新思維的指南。它旨在為材料科學傢、機械工程師、航空航天設計師以及機器人專傢提供一個跨越學科的視角，幫助讀者認識到，解決最棘手的工程難題，或許答案早已在自然界中以最精妙的方式呈現。本書強調瞭可持續性、資源效率和係統魯棒性作為未來工程設計的核心原則，呼籲工程師們迴歸自然，以更智慧、更優雅的方式塑造我們的技術世界。 ---

評分☆☆☆☆☆

我必須贊揚這本書在處理“實際應用”方麵的深度和廣度。它不僅僅停留在理論層麵，更是將這些空氣動力學原理與現實世界中的無人機、微型飛行機器人的設計緊密結閤。書中詳細分析瞭不同驅動方式（如撲翼和鏇轉翼）在極低雷諾數環境下的效率差異，並針對性地提齣瞭優化策略。其中關於材料選擇和結構輕量化對整體氣動性能影響的章節，簡直是為我正在進行的項目量身定做的參考手冊。它沒有提供現成的“靈丹妙藥”，而是教會我們如何係統性地分析和解決那些“尺度效應”帶來的獨特挑戰。這種既貼近工程實踐，又保持理論深度的寫作風格，使得這本書的實用價值遠超同類書籍，真正做到瞭理論指導實踐，實踐反哺理論的良性循環。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得非常到位，它不像許多技術專著那樣枯燥乏味，反而充滿瞭探索的樂趣。作者巧妙地將曆史背景融入到技術細節的闡述中，讓我仿佛跟隨一位經驗豐富的先驅者，一步步走過低雷諾數研究的崎嶇曆程。我尤其喜歡它在介紹關鍵數學模型和簡化假設時所采用的“逐步構建”的方法。每當一個復雜的公式齣現時，作者總會先用通俗的語言解釋其背後的物理意義，然後再逐步推導齣數學形式，這極大地降低瞭初學者的學習門檻。讀起來一點也不費力，甚至有種引人入勝的“偵探小說”的韻味，每次讀完一個章節，都會有一種“原來如此”的豁然開朗感。對於想快速掌握該領域核心概念但又不想被海量公式淹沒的專業人士來說，這種平衡掌握得堪稱完美。

評分☆☆☆☆☆

這本書在術語的定義和概念的辨析上做到瞭近乎苛刻的精確性，這一點對於學術交流至關重要。例如，作者對“滑移流”和“剋努森數”的解釋，清晰地區分瞭它們在不同流態下的適用邊界，避免瞭以往文獻中常見的模糊不清之處。在閱讀過程中，我發現作者對每一個核心術語的引用都非常審慎，常常會提及該術語在不同學派中的細微差彆。這種嚴謹的態度極大地提升瞭文本的權威性和可靠性。對於需要撰寫高水平研究論文或進行嚴謹技術評審的人來說，這本書提供瞭一個非常堅實的“術語基準”。它不僅是知識的傳授者，更像是領域內的“標準製定者”，確保讀者在後續的專業討論中能夠使用完全統一和準確的語言。

評分☆☆☆☆☆

從裝幀和排版來看，這本書的設計也體現瞭對讀者的尊重。紙張的質感很好，翻頁時沒有靜電乾擾，長時間閱讀眼睛不易疲勞。更值得稱贊的是，排版者對數學公式的處理達到瞭藝術品的級彆——字體選擇、間距調整都非常考究，即便是最復雜的張量錶達式，看起來也清晰悅目，不會讓人望而生畏。特彆是那些需要並列展示的對比數據錶格，格式統一、邏輯分明，使得數據對比一目瞭然，極大地提高瞭信息獲取的效率。這種對細節的關注，體現瞭齣版方對於學術作品質量的最高追求，讓人在閱讀知識的同時，也享受到瞭優質的閱讀體驗。這本書無疑是書架上值得珍藏的一本精品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的插圖和圖錶真是太齣色瞭！尤其是那些關於邊界層分離和翼型設計的剖麵圖，細膩得讓人驚嘆。我花瞭很長時間對著那些復雜的流綫圖和壓力分布圖反復揣摩，感覺就像真的能觸摸到那些微小的氣流變化一樣。作者在解釋高升阻比和低雷諾數效應時的嚴謹性，尤其是在討論如何利用這些效應來設計微小飛行器時，簡直是教科書級彆的示範。我特彆欣賞其中關於“鈍體”空氣動力學特性的討論，它顛覆瞭我過去對傳統空氣動力學中“光滑流綫”的固有認知，讓我看到瞭在特定尺度下，那些過去被視為“缺陷”的物理現象如何能被巧妙地利用起來。書中對於實驗數據和數值模擬結果的呈現也十分到位，彼此印證，極大地增強瞭理論的可靠性。對於那些需要深入理解微小尺度下空氣動力學本質的工程師和研究者來說，這本書提供的視覺和概念工具是無價之寶。