高超聲速流動數(shù)值模擬方法及應用

高超聲速出版工程目錄
叢書序
前言
第一章 緒論/1
1.1 基本概念/2
1.1.1 高超聲速流動的典型特征/2
1.1.2 高超聲速流動數(shù)值模擬的研究范疇/5
1.1.3 高超聲速流動數(shù)值模擬的作用/12
1.2 高超聲速流動數(shù)值模擬技術的發(fā)展現(xiàn)狀/13
1.2.1 更準確－－物理模型的研究進展/13
1.2.2 更精確－－空間離散算法的研究進展/15
1.2.3 更高效－－時間推進方法的研究進展/19
1.2.4 數(shù)值模擬準度與精度的正確評價/19
1.3 本書的寫作目的與內(nèi)容/21
參考文獻/22
第二章 高超聲速流動數(shù)值模擬方法/26
2.1 引言/26
2.2 控制方程/26
2.2.1 三維流動的動力學方程/26
2.2.2 坐標變換/29
2.2.3 熱力學方程/30
2.2.4 輸運系數(shù)/31
2.2.5 化學反應模型及生成源項/32
2.3 數(shù)值方法/33
2.3.1 控制方程的離散/34
2.3.2 時間離散/35
2.3.3 無黏項離散/39
2.3.4 黏性項離散/48
2.4 邊界條件/50
2.5 湍流模型/52
2.5.1 SA湍流模型/52
2.5.2 MenterSST模型/54
2.5.3 可壓縮性修正方法/56
2.5.4 湍流模型方程的統(tǒng)一形式/57
2.5.5 湍流模型方程的離散/58
2.5.6 湍流模型的邊界條件/58
2.5.7 湍流模型離散方程的求解/59
2.6 靜態(tài)氣動力計算公式/59
附表/61
參考文獻/70
第三章 高超聲速流動數(shù)值模擬的驗證與確認/74
3.1 引言/74
3.2 國內(nèi)外的研究進展/75
3.3 基本概念與方法/77
3.3.1 驗證的定義/78
3.3.2 確認的定義/79
3.3.3 實驗中的誤差和不確定度/79
3.3.4 CFD中的誤差和不確定度/81
3.4 驗證過程/86
3.4.1 迭代收斂誤差/87
3.4.2 空間離散誤差/89
3.5 確認過程/92
3.5.1 確認的方法學/92
3.5.2 實驗數(shù)據(jù)處理/95
3.5.3 計算數(shù)據(jù)確認/95
3.6 不確定度量化/97
3.6.1 非概率方法/97
3.6.2 概率方法/101
3.7 典型問題的驗證與確認/103
3.7.1 簡單軸對稱體單元問題的驗證與確認研究/103
3.7.2 復雜流動基準問題的驗證與確認研究/114
3.7.3 簡單翼身組合體的驗證與確認研究/130
參考文獻/142
第四章 噴流干擾及噴流/舵面復合控制研究/147
4.1 引言/147
4.2 國內(nèi)外研究進展/149
4.3 噴流模擬方法研究/152
4.3.1 噴流相似準則研究/152
4.3.2 噴流介質(zhì)模型研究/155
4.4 噴流干擾復雜流動機理及氣動特性研究/158
4.4.1 噴流干擾流場的拓撲結構/158
4.4.2 來流參數(shù)和噴口幾何特征對噴流干擾氣動特性的影響/165
4.5 RCS/舵面相互干擾的影響研究/172
4.5.1 模型、網(wǎng)格以及噴流參數(shù)/173
4.5.2 脈沖噴流相互干擾影響的研究/175
4.5.3 舵面對噴流控制效果影響的研究/178
4.5.4 噴流對舵面控制效果影響的研究/181
參考文獻/185
第五章 內(nèi)外流一體化復雜流動模擬/188
5.1 引言/188
5.2 數(shù)值方法驗證與確認/190
5.2.1 典型問題的方法驗證/190
5.2.2 復雜飛行器內(nèi)外流一體化的數(shù)值計算/201
5.3 軸對稱飛行器內(nèi)外流一體化研究/206
5.3.1 流場特性分析/207
5.3.2 側壓板變化的影響/209
5.3.3 溢流槽幾何尺寸的影響/210
5.4 升力體飛行器內(nèi)外流一體化研究/213
5.4.1 流場特性分析/213
5.4.2 氣動特性分析/215
5.4.3 支架干擾修正/218
參考文獻/219
第六章 高超聲速氣動力特性天地相關性/222
6.1 引言/222
6.2 國內(nèi)外研究進展/225
6.2.1 國外高超聲速氣動力天地相關性的研究情況/226
6.2.2 國內(nèi)高超聲速氣動力天地相關性的研究情況/234
6.3 氣動力數(shù)據(jù)天地關聯(lián)方法的研究/235
6.3.1 黏性干擾參數(shù)考察研究/236
6.3.2 黏性干擾數(shù)學模型研究/242
6.3.3 考慮多物理效應的天地相關性研究/243
6.4 典型的高超聲速飛行器氣動力相關性研究/244
6.4.1 數(shù)值計算方法和研究對象/244
6.4.2 單物理效應對氣動力特性的影響規(guī)律/245
6.4.3 多物理耦合效應對氣動力特性的影響規(guī)律/254
6.4.4 黏性干擾的數(shù)學模型研究/259
6.4.5 模型預測結果誤差分析/262
6.4.6 考慮真實氣體和稀薄氣體效應的影響/263
參考文獻/267
彩圖/269