組合動力飛行器多學科設計優(yōu)化方法

目錄
叢書序
前言
英文縮寫表
第1章緒論1
1.1研究背景與意義/1
1.2組合動力飛行器研究概況/4
1.2.1組合動力飛行器氣動外形/4
1.2.2吸氣式沖壓發(fā)動機/6
1.2.3組合動力飛行器彈道設計與優(yōu)化/10
1.3多學科設計優(yōu)化方法研究概況/13
1.3.1MDO模型/13
1.3.2MDO策略/14
1.3.3基于代理模型的優(yōu)化/16
1.4研究內容與框架/18
第2章組合動力飛行器設計中的研究方法與驗證21
2.1數值方法與驗證/21
2.1.1三維低速外流數值方法與驗證/21
2.1.2三維跨聲速外流數值方法與驗證/28
2.1.3三維高超聲速外流數值方法與驗證/30
2.1.4超聲速內流數值方法與驗證/32
2.2氣動性能工程估算方法/36
2.2.1高超聲速工程估算方法/36
2.2.2面元劃分與法向量確定/39
2.2.3算例驗證/41
2.3試驗設計與數據分析/42
2.3.1OED問題定義/42
2.3.2極差分析/44
2.3.3方差分析/45
2.4代理模型及加點方法的實現及驗證/46
2.4.1Kriging模型原理/46
2.4.2函數驗證/47
2.4.3MSPE加點方法/49
2.4.4Kriging模型的工程應用/51
2.5小結/52
第3章參數化建模方法研究與比較53
3.1二維參數化建模方法在翼型設計中的應用/53
3.1.1B樣條方法/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
3.2二維參數化建模方法的比較/63
3.2.1基函數對比/63
3.2.2翼型擬合能力對比/65
3.3三維參數化建模方法/67
3.3.1三維CST方法/67
3.3.2FFD方法/68
3.3.3FFD方法應用實例/69
3.4小結/73
第4章RBCC發(fā)動機熱力學模型建立與分析75
4.1RBCC發(fā)動機理想模型/75
4.2RBCC發(fā)動機性能分析/77
4.2.1引射模態(tài)/78
4.2.2沖壓模態(tài)/82
4.2.3超燃沖壓模態(tài)/83
4.2.4火箭模態(tài)/83
4.3算例驗證/84
4.4RBCC發(fā)動機性能參數化研究/87
4.4.1工作高度對發(fā)動機性能的影響/88
4.4.2發(fā)動機尺寸的影響/89
4.4.3發(fā)動機內部截面比例的影響/90
4.5小結/91
第5章組合動力飛行器彈道設計92
5.1彈道方程/92
5.2以RBCC發(fā)動機為動力系統的等動壓上升彈道設計/93
5.2.1起飛質量的影響/95
5.2.2發(fā)動機尺寸的影響/98
5.2.3飛行動壓的影響/99
5.2.4具有實際意義的寬速域彈道分析/101
5.3有動力再入彈道設計/103
5.4彈道優(yōu)化/106
5.4.1Radau偽譜法/106
5.4.2爬升彈道優(yōu)化/106
5.4.3再入彈道優(yōu)化/107
5.5小結/110
第6章組合動力飛行器氣動外形設計研究112
6.1基于錐導乘波理論的寬速域滑翔飛行器設計方法/112
6.1.1錐導乘波體設計方法/113
6.1.2等激波角寬速域乘波設計方法/115
6.1.3等激波角寬速域乘波飛行器控制參數/116
6.2吻切錐變馬赫數寬速域乘波飛行器設計方法/117
6.2.1設計方法/117
6.2.2設計參數選取/121
6.2.3設計方法驗證/121
6.2.4高速氣動性能分析/123
6.3吻切錐渦升寬速域乘波飛行器設計方法/129
6.3.1設計方法/129
6.3.2設計參數選取/134
6.3.3設計方法驗證/135
6.3.4高速氣動性能分析/136
6.3.5低速氣動性能分析/147
6.4寬速域滑翔飛行器與乘波體性能比較/150
6.4.1研究模型/150
6.4.2氣動性能分析方法/153
6.4.3氣動性能比較/153
6.5基于錐導理論的吸氣式巡航飛行器設計方法/157
6.5.1設計思路/158
6.5.2參數化設計方法/159
6.6吸氣式巡航飛行器性能分析/161
6.6.1性能分析方法/161
6.6.2仿真結果與氣動性能分析/162
6.6.3構型設計參數對性能的影響分析/167
6.7小結/173
第7章組合動力飛行器多學科設計優(yōu)化研究175
7.1MDO方法的實現/175
7.1.1變量定義/175
7.1.2MDO方法與實現過程/176
7.2飛行器學科分析模型/176
7.2.1幾何分析模型/176
7.2.2氣動分析模型/180
7.2.3推進系統模型/182
7.2.4質量分析模型/184
7.2.5彈道性能模型/186
7.3組合動力飛行器MDO框架/186
7.4組合動力飛行器MDO實現與分析/188
7.4.1模型初始化MDA分析/188
7.4.2MDO過程和結果/190
7.4.3優(yōu)化構型性能分析/194
7.5小結/196
參考文獻198
附錄DOE分析支撐數據213