火箭气动流场特性分析 9787118105957 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩珺礼，陈志华，薛大文 著

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• 火箭技术
• 气动学
• 流场分析
• 数值模拟
• 计算流体力学
• 空气动力学
• 航天工程
• 传热学
• 边界层
• 湍流

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105957

商品编码：29760275038

包装：平装

出版时间：2015-12-01

图书基本信息
图书名称	火箭气动流场特性分析	作者	韩珺礼,陈志华,薛大文
定价	65.00元	出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118105957	出版日期	2015-12-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书可作为从事飞行器总体技术等相关工程技术研究人员参考用书，也可供兵器科学与技术、流体力学等相关专业的研究生教学参考。

作者简介

目录

章 绪论 1.1 引言 1.2 火箭的主要结构 1.3 火箭的流场结构 第2章 空动力学基本理论 2.1 引言 2.2 气体特性 2.2.1 气体的可压缩性 2.2.2 气体的状态方程 2.2.3 理想气体的热力学关系式 2.3 空气动力学控制方程 2.3.1 连续方程 2.3.2 动量方程 2.3.3 能量方程 2.3.4 可压N-S方程的求解 2.4 激波动力学 2.4.1 气体声速 2.4.2 正激波 2.4.3 斜激波 2.4.4 激波相交与反射 2.5 边界层理论 2.5.1 层流边界层理论 2.5.2 湍流边界层理论 2.5.3 边界层分离 2.6 激波与边界层相互作用及其诱导的分离 2.7 高超声速空气动力学 第3章 火箭飞行主要参数与计算方法 3.1 引言 3.2 火箭气动力参数 3.2.1 主要气动力分析 3.2.2 推力与重力分析 3.3 火箭弹运动方程的求解 3.4 火箭流场的数学模型 3.4.1 可压大涡模拟方程 3.4.2 Smagorinsky模型 3.4.3 动力学模型 3.4.4 尺度相似模型 3.4.5 拉伸涡模型 3.5 超声速流场的数值模拟方法 3.5.1 有限差分法 3.5.2 有限体积法 3.5.3 分裂格式 3.5.4 间断分解算法——Godunov差分格式 3.5.5 迎风型Roe算法——Roe格式差分格式 3.5.6 混合Roe/HLL格式 3.5.7 WENO格式 3.5.8 高阶精度间断分解算法——MUSCL格式 3.5.9 龙格-库塔格式 第4章 偏转头火箭弹典型流场与控制原理 4.1 引言 4.1.1 物理模型 4.1.2 网格生成 4.2 偏转头弹箭典型二维流场结构 4.2.1 偏转头弹箭不同偏转角时的波系结构 4.2.2 偏转头弹箭不同偏转角周围速度场特征 4.2.3 不同偏转角时偏转头弹周围的温度分布 4.2.4 不同偏转角时偏转头弹箭周围的密度分布 4.3 零攻角时偏转头弹箭的三维流场及气动特性分析 4.3.1 压力分布特性 4.3.2 其他主要流场的分布 4.3.3 偏转头弹箭的气动力系数分析 4.4 不同攻角时偏转头弹箭的流场及气动特性 4.4.1 不同攻角时偏转头弹流场特性分析 4.4.2 不同攻角时偏转头弹升阻力系数分析 4.4.3 不同攻角时偏转头弹箭俯仰力矩系数分析 4.5 高空中偏转头弹箭的流场及气动特性分析 4.5.1 高空中的气象条件 4.5.2 高空中偏转头弹箭的压力场分析 4.5.3 高空中偏转头弹箭的其他主要流场特性 4.5.4 高空中偏转头弹箭的气动力特性分析 第5章 钝体绕流的分离与控制 5.1 引言 5.2 圆柱绕流特性 5.2.1 圆柱绕流的分离 5.2.2 圆柱绕流的典型流场结构与参数 5.2.3 圆柱绕流的电磁控制 5.3 细长体绕流特性 5.4 流体分离的主要控制方法 第6章 火箭弹流体分离的被动控制 6.1 引言 6.2 微楔作用下三维流场结构及其分离控制 6.2.1 微楔作用下三维流场结构 6.2.2 翼型流动分离的微楔控制 6.3 微楔和微叶片流动分离控制的不同机理 6.3.1 微楔与微叶片的物理模型比较 6.3.2 微楔与微叶片的流动分离控制机理 6.4 涡流发生器对激波边界层作用所诱导的分离控制研究 6.4.1 无控制条件下激波边界层特性 6.4.2 涡流发生器控制下激波边界层作用特性 6.5 火箭弹流体分离的涡流发生器控制研究 6.5.1 微楔控制对火箭弹气动系数的影响 6.5.2 火箭弹微楔控制机理分析 第7章 火箭弹表画流体分离的主动控制 7.1 引言 7.2 壁面射流与超声速主流作用时的流场结构特性 7.2.1 壁面射流物理模型 7.2.2 壁面射流结构 7.3 激波边界层诱导流体分离的射流控制 7.3.1 激波边界层射流的物理模型 7.3.2 激波边界层射流控制机理 7.4 火箭弹边界层流体分离的射流控制 7.4.1 火箭弹边界层射流控制的物理模型 7.4.2 火箭弹边界层射流控制分析 参考文献

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文摘

序言

深入探索超高速飞行器设计与流体动力学前沿：一本聚焦于前沿航天技术的参考书 书籍名称： 高超声速飞行器气动热设计与优化 ISBN： 9787118105964 内容简介： 本书聚焦于当前航天科技领域最为前沿和关键的课题之一：高超声速飞行器的气动热设计与优化。随着人类对更快速、更高效进入和返回空间的需求日益增长，传统空气动力学和热防护理论已无法完全满足对马赫数五以上速度域的复杂流动机理的精确预测和有效控制。本书旨在为航空航天工程师、科研人员以及相关专业高年级学生提供一套系统、深入且兼具理论深度与工程实践指导的专业参考资料。 全书内容围绕高超声速飞行器在复杂气动环境下所面临的挑战展开，详细剖析了从基本理论推导到先进数值模拟方法的全过程。 第一部分：高超声速流动的基本理论与现象 本部分作为理论基础的奠基，系统回顾了经典气动力学在超音速范围内的局限性，并详细阐述了高超声速流动（Hypersonic Flow）的本质特征。重点探讨了激波与边界层的相互作用，特别关注强非平衡效应和化学反应流对气动性能的影响。内容涵盖了平板激波理论、等熵流与非等熵流的区分，以及在极高焓值条件下气体组分变化导致的吸热化学反应动力学分析。我们深入讨论了激波/边界层干扰 (Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SBLI) 这一核心问题，包括如何利用非理想气体效应（如振动能激发、离解和电离）来修正传统等温壁条件下的计算模型。 第二部分：关键气动热环境建模与预测 气动热是高超声速飞行器设计的核心约束条件。本部分着重于如何准确量化和预测飞行器表面承受的热流密度和压力分布。 热环境评估： 详细介绍了不同飞行剖面（如再入、巡航）下的局部热流密度预测方法，包括对催化性和非催化性表面影响的建模。我们探讨了辐射换热、对流换热和热扩散的耦合分析，特别是在低密度稀薄气体环境下的修正模型。 空气动力学设计： 侧重于采用相似律（Scaling Laws） 和相似性原理（Similarity Principles） 进行初步设计，并深入探讨了如高升阻比翼型设计（如Waverider构型） 的优化策略。针对不同飞行阶段，分析了流体动力学控制（Fluidic Control） 的潜力与局限性。 第三部分：先进数值模拟技术与验证 在实验手段成本高昂且难以完全复现真实飞行条件的背景下，计算流体力学 (CFD) 成为高超声速设计不可或缺的工具。 数值方法： 本部分详细解析了用于求解纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程、钱氏方程（Cheng Equations）以及更复杂的化学反应流模型的高分辨率数值格式，如有限体积法、有限差分法及其在非结构化网格上的实现。重点讲解了时间步进策略和收敛性控制在处理复杂激波结构时的技巧。 网格生成与质量控制： 针对高超声速流动中高梯度区域（如激波层、边界层） 问题的特殊性，阐述了适应性网格加密（Adaptive Mesh Refinement, AMR）技术在提高计算效率和精度的重要性。 验证与不确定性量化 (Verification and Uncertainty Quantification, V&UQ)： 强调了从理论模型到计算结果，再到地面实验数据的全流程验证体系建设。介绍了如何利用不确定性量化方法来评估计算结果的可靠性，从而支撑工程决策。 第四部分：热防护系统 (TPS) 的集成与优化 气动热问题最终需要通过有效的热防护系统来解决。本部分将气动分析与结构热载荷管理相结合。 热防护材料与结构： 详细分类和评估了不同类型热防护材料（如烧蚀材料、绝热瓦、热结构材料）在高焓环境下的性能表现。讨论了相变材料在吸收瞬时热脉冲方面的应用潜力。 热管理策略： 不仅关注被动防护，更深入探讨了主动冷却技术，包括膜式冷却、填充床冷却以及利用飞行器内部工质进行再生冷却的系统集成设计。这部分内容侧重于如何平衡热防护的重量、复杂性和长期可靠性。 第五部分：未来展望与交叉学科挑战 最后，本书展望了高超声速飞行器领域未来的研究方向，包括：高超声速进出口道设计（Inlet/Nozzle Design） 对全尺寸飞行性能的影响、等离子体气动学（Plasma Aerodynamics） 在减阻和流动控制中的应用前景，以及结合人工智能（AI） 和机器学习加速复杂流场参数估计与优化设计的最新进展。 本书力求内容详实、推导严谨，不仅提供了解决当前工程难题的成熟方法，更激发读者对下一代飞行器设计原理进行深入思考和探索的兴趣。它是一本面向实践、立足前沿的专业工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就非常硬核，让我不禁联想到那些在实验室里穿着白大褂、盯着电脑屏幕的科学家们。我猜测这本书里会充斥着大量的专业术语和复杂的公式，这对我来说既是挑战也是吸引力。我希望能在这本书里学习到如何去理解和分析火箭飞行中的气动载荷，比如不同阶段的压力分布，以及这些载荷是如何作用在火箭结构上的。我尤其好奇，在火箭穿越大气层时，会经历怎样的气动加热效应，以及工程师们是如何通过材料选择和结构设计来应对这些高温的。这本书是否会详细介绍空气动力学设计的流程，从概念设计到风洞试验，再到实际飞行验证的每一个环节？如果书中能够包含一些实际的工程案例，比如某个著名火箭型号的气动设计故事，那将能极大地提升阅读的趣味性和实用性。

评分☆☆☆☆☆

读到“9787118105957”这个数字，我脑海中会产生一个联想：这一定是一本经过了严谨学术审校、内容扎实可靠的专业书籍。我希望能在这本书中找到对“火箭气动流场”的深度剖析，不仅仅是停留在表面，而是能够深入到流体动力学方程的本质，理解那些描述空气行为的数学模型是如何建立和应用的。我想知道，在模拟火箭飞行过程中，有哪些关键的变量需要被考虑？比如，空气的密度、粘度、温度是如何影响流场的？不同形状的火箭构型，又会对流场特性产生怎样的影响？我特别期待书中能够包含一些能够帮助我理解复杂流动的可视化方法，也许是流线图、等值线图，甚至是 CFD（计算流体力学）模拟的截图。如果书中还能穿插一些历史性的回顾，讲述气动理论如何随着火箭技术的发展而演进，那将会更有意思，能让我感受到科学的进步脉络。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名给我一种非常宏伟的感觉，仿佛能瞬间把我带入浩瀚的宇宙，去探索那些令人惊叹的科学奥秘。当我看到“火箭气动流场特性分析”这样的标题时，脑海中立刻浮现出火箭升空时那巨大的推力，以及周围空气被撕裂、卷起的壮观景象。我想象着书中会详细阐述火箭在不同飞行阶段，面对复杂多变的空气动力学环境时，是如何克服重重阻碍，稳定前行的。特别是“特性分析”这几个字，让我期待能够深入了解那些决定火箭飞行轨迹、稳定性和效率的关键参数，比如升力、阻力、推力与速度的关系，甚至可能包括那些我们普通人难以想象的边界层分离、激波发生等现象。我对流场本身就充满好奇，想知道那些看不见的空气在高速运动时，会呈现出怎样的复杂结构和动力学规律。这本书是否会用直观的图表和生动的比喻来解释这些深奥的物理原理呢？我非常希望它能像一位经验丰富的工程师，耐心地为我揭示火箭成功的背后，隐藏着怎样的科学智慧和工程技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计（虽然我没看到，但我可以想象）一定充满了科技感和力量感，可能是一枚蓄势待发的火箭，或是流线型的飞艇，亦或是复杂的三维流场模拟图。当我拿起这本书时，我期待的不仅仅是理论知识的堆砌，更希望能通过书中详实的案例和研究，感受到科学家和工程师们在攻克火箭气动难题时所付出的艰辛努力和智慧闪光。我想了解他们是如何通过精密的计算和实验，来预测和控制火箭在不同高度、不同速度下的空气动力学行为。书中是否会提及一些经典的火箭设计案例，分析它们在气动设计上的成功之处，又或者是否会探讨一些曾经遇到的挑战和如何克服的经验？我对那些关于如何减小空气阻力、提高升力效率，以及在高速飞行中如何保持火箭稳定性的方法特别感兴趣。这本书能否为我打开一扇窗，让我窥见火箭背后的工程秘密，理解那些将人类送往太空的伟大机器是如何被设计和优化的？

评分☆☆☆☆☆

当我看到“火箭气动流场特性分析”这样一个专著的名称时，我的大脑里会立刻勾勒出一幅壮观的画面：那是火箭引擎喷射出熊熊烈焰，强大的推力将它送入苍穹，而包裹着它的，则是被高速空气扭曲、撕裂形成的复杂流场。我期望这本书能够深入浅出地为我解析，在火箭飞行的不同阶段，例如起飞、爬升、巡航以及再入大气层时，周围的空气究竟是如何与火箭表面发生相互作用的。书中是否会详细阐述马赫数、雷诺数等关键参数对于流场特性的影响？我想知道，当火箭的速度接近或超过音速时，会产生哪些独特的现象，例如激波的形成和传播，以及它们对火箭结构和飞行稳定性的潜在威胁？我期待书中能够提供一些清晰的图示和理论模型，帮助我理解这些抽象的概念，甚至可能包含一些计算方法，让我能够初步尝试分析一些简单的气动问题。