《現代計算氣動彈性力學》是2016年11月國防工業出版社出版的圖書，作者是徐敏、安效民、康偉、李廣寧 。
基本介紹
- 書名：現代計算氣動彈性力學
- 作者：徐敏、安效民、康偉、李廣寧
- ISBN：9787118109214
- 頁數：242
- 定價：89.00元
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2016年11月
- 裝幀：精裝
- 開本：16開
- 版次：1
- 千字數：300
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書取材於作者學科組多年的研究成果，介紹當代最新的非線性氣動彈性模擬和載荷分析的理論方法與計算，闡釋非線性氣動彈性數值模擬所需的關鍵技術和CFD/ CSD 耦合求解的基本原理，主要內容包括：非定常氣動力求解技術、幾何非線性結構動力學求解技術、CFD/ CSD 耦合插值與動格線技術、CFD/CSD 耦合系統設計、氣動彈性系統降價技術。此外，書中還介紹了基於CFD/CSD 耦合計算軟體的設計技術，並與實際套用相結合，給出了基於CFD/ CSD 耦合的工程套用算例。本書可作為高等院校航空相關專業研究生的教學用書，也可供力學、航空航天、土木工程等專業及其相關領域的科技工作者和研究生參考。
圖書目錄
第1章緒論
1.1氣動彈性力學發展歷史2
1.2計算氣動彈性力學方法3
1.3計算氣動彈性套用軟體5
1.4CFD/CSD耦合求解氣動彈性問題的關鍵技術7
1.4.1流體域和固體域的非線性特徵模擬7
1.4.2動格線運動策略7
1.4.3流體和結構界面的連續及相容性條件8
1.4.4流體和結構耦合的計算效率8
第2章非定常流場CFD求解技術
2.1引言9
2.2積分形式的N-S方程9
2.3有限體積法11
2.4空間離散格式12
2.4.1中心差分格式13
2.4.2通量矢量分裂FVS-Van Leer格式15
2.4.3通量差分分裂FDS-Roe格式16
2.4.4對流迎風分裂AUSM格式 17
2.5通量限制器和MUSCL插值20
2.6時間推進格式22
2.6.1顯示格式23
2.6.2隱式格式24
2.6.3二階時間精度隱式時間推進格式26
2.7湍流模型28
2.7.1Baldwin-Lomax代數模型 28
2.7.2Spalart-Allmaras方程模型 29
2.7.3K-ω SST兩方程模型 30
2.7.4DES方法31
2.8幾何守恆律33
2.9CFD計算實例33
1.1氣動彈性力學發展歷史2
1.2計算氣動彈性力學方法3
1.3計算氣動彈性套用軟體5
1.4CFD/CSD耦合求解氣動彈性問題的關鍵技術7
1.4.1流體域和固體域的非線性特徵模擬7
1.4.2動格線運動策略7
1.4.3流體和結構界面的連續及相容性條件8
1.4.4流體和結構耦合的計算效率8
第2章非定常流場CFD求解技術
2.1引言9
2.2積分形式的N-S方程9
2.3有限體積法11
2.4空間離散格式12
2.4.1中心差分格式13
2.4.2通量矢量分裂FVS-Van Leer格式15
2.4.3通量差分分裂FDS-Roe格式16
2.4.4對流迎風分裂AUSM格式 17
2.5通量限制器和MUSCL插值20
2.6時間推進格式22
2.6.1顯示格式23
2.6.2隱式格式24
2.6.3二階時間精度隱式時間推進格式26
2.7湍流模型28
2.7.1Baldwin-Lomax代數模型 28
2.7.2Spalart-Allmaras方程模型 29
2.7.3K-ω SST兩方程模型 30
2.7.4DES方法31
2.8幾何守恆律33
2.9CFD計算實例33
2.9.1RAE2822二維翼型CFD計算算例33
2.9.2NASA CRM機翼/機身/平尾組合體CFD計算算例34
2.9.3DLR-F6帶短艙掛架的跨聲速寬體運輸類飛機CFD計算算例36
2.9.4AGARD CT-5非定常計算算例39
第3章幾何非線性結構回響求解技術
3.1引言42
2.9.2NASA CRM機翼/機身/平尾組合體CFD計算算例34
2.9.3DLR-F6帶短艙掛架的跨聲速寬體運輸類飛機CFD計算算例36
2.9.4AGARD CT-5非定常計算算例39
第3章幾何非線性結構回響求解技術
3.1引言42
3.2變形和運動43
3.2.1變數及坐標系定義43
3.2.2應變度量47
3.2.3應力度量49
3.2.4拉格朗日守恆方程50
3.3變分原理52
3.3.1彈性理論經典變分原理52
3.3.2彈性理論廣義變分原理55
3.4實體殼多變數單元59
3.4.1三場Fraeijs de Veubeke-Hu-Washizu(FHW)變分原理59
3.4.2非線性有限元離散59
3.4.3求解算法流程60
3.4.4算例分析61
3.5基於CR理論的梁殼單元幾何非線性的有限元建模63
3.5.1二維梁單元切線剛度矩陣推導64
3.5.2基於CR法的三維殼單元切線剛陣推導67
3.6非線性有限元方程組求解方法70
3.6.1結構靜力分析的非線性求解技術71
3.6.2結構動力分析的非線性求解技術73
3.6.3算例分析80
第4章CFD/CSD耦合插值與動格線技術
4.1引言84
4.2常用插值方法86
4.2.1無限平板樣條法(IPS)86
4.2.2有限平板樣條法(FPS)88
4.2.3多重二次曲面的雙調和法(MQ)88
4.2.4薄板樣條法(TPS)88
4.2.5反函式同變數轉換法(IIM)89
4.2.6非均勻B樣條方法(NUBS)89
4.2.7載荷參數空間插值方法89
4.3耦合接口設計89
4.3.1基於CVT方法的界面映射技術90
4.3.2基於BEM方法的界面映射技術96
4.3.3算例分析99
4.4動格線技術105
4.4.1幾何插值動格線算法106
4.4.2TFI方法107
4.4.3RBF方法109
4.4.4保形動格線方法113
4.4.5動格線算例分析115
第5章耦合系統求解技術
5.1引言122
5.2CFD/CSD耦合常用算法精度分析123
5.2.1常用耦合方法簡介123
5.2.2基於能量傳遞的精度分析126
5.3CFD/CSD高精度耦合格式設計131
5.3.1改進耦合格式的設計131
5.3.2改進耦合格式的精度分析133
5.4CFD/CSD耦合格式算例分析135
5.4.1ISOGAI機翼剖面氣動彈性算例135
3.2.1變數及坐標系定義43
3.2.2應變度量47
3.2.3應力度量49
3.2.4拉格朗日守恆方程50
3.3變分原理52
3.3.1彈性理論經典變分原理52
3.3.2彈性理論廣義變分原理55
3.4實體殼多變數單元59
3.4.1三場Fraeijs de Veubeke-Hu-Washizu(FHW)變分原理59
3.4.2非線性有限元離散59
3.4.3求解算法流程60
3.4.4算例分析61
3.5基於CR理論的梁殼單元幾何非線性的有限元建模63
3.5.1二維梁單元切線剛度矩陣推導64
3.5.2基於CR法的三維殼單元切線剛陣推導67
3.6非線性有限元方程組求解方法70
3.6.1結構靜力分析的非線性求解技術71
3.6.2結構動力分析的非線性求解技術73
3.6.3算例分析80
第4章CFD/CSD耦合插值與動格線技術
4.1引言84
4.2常用插值方法86
4.2.1無限平板樣條法(IPS)86
4.2.2有限平板樣條法(FPS)88
4.2.3多重二次曲面的雙調和法(MQ)88
4.2.4薄板樣條法(TPS)88
4.2.5反函式同變數轉換法(IIM)89
4.2.6非均勻B樣條方法(NUBS)89
4.2.7載荷參數空間插值方法89
4.3耦合接口設計89
4.3.1基於CVT方法的界面映射技術90
4.3.2基於BEM方法的界面映射技術96
4.3.3算例分析99
4.4動格線技術105
4.4.1幾何插值動格線算法106
4.4.2TFI方法107
4.4.3RBF方法109
4.4.4保形動格線方法113
4.4.5動格線算例分析115
第5章耦合系統求解技術
5.1引言122
5.2CFD/CSD耦合常用算法精度分析123
5.2.1常用耦合方法簡介123
5.2.2基於能量傳遞的精度分析126
5.3CFD/CSD高精度耦合格式設計131
5.3.1改進耦合格式的設計131
5.3.2改進耦合格式的精度分析133
5.4CFD/CSD耦合格式算例分析135
5.4.1ISOGAI機翼剖面氣動彈性算例135
5.4.2AGARD 445.6機翼氣動彈性回響分析137
第6章非線性氣動彈性系統降階技術
6.1引言141
6.2基於Volterra級數的非定常氣動力降階模型141
6.2.1多小波和多分辨分析142
6.2.2分段二次正交多小波構造142
6.2.3邊界自適應尺度函式和小波149
6.2.4正交多小波多分辨分析150
6.2.5Volterra核近似153
6.2.6自適應QR分解遞推最小二乘算法157
6.2.7算例分析159
6.3基於狀態空間的非定常氣動力降階模型163
6.3.1脈衝/ERA方法163
6.3.2SCI/ERA方法164
6.3.3算例分析167
6.4基於POD方法的氣動彈性系統降階模型168
6.4.1POD基快照求解方法169
6.4.2基於POD方法的氣動彈性系統降階170
6.5基於BPOD方法的氣動彈性系統降階173
6.5.1平衡截斷降階理論173
6.5.2變換矩陣的構造174
6.5.3POD快照與Gramian矩陣的聯繫174
6.5.4算例分析175
6.6基於POD-Galerkin映射的
非線性氣動力降階模型179
6.6.1流場控制方程修改180
6.6.2格線速度定義180
6.6.3POD-Galerkin映射181
6.6.4校正方法182
6.6.5算例分析183
第7章基於CFD/CSD耦合計算軟體的設計及其套用
第6章非線性氣動彈性系統降階技術
6.1引言141
6.2基於Volterra級數的非定常氣動力降階模型141
6.2.1多小波和多分辨分析142
6.2.2分段二次正交多小波構造142
6.2.3邊界自適應尺度函式和小波149
6.2.4正交多小波多分辨分析150
6.2.5Volterra核近似153
6.2.6自適應QR分解遞推最小二乘算法157
6.2.7算例分析159
6.3基於狀態空間的非定常氣動力降階模型163
6.3.1脈衝/ERA方法163
6.3.2SCI/ERA方法164
6.3.3算例分析167
6.4基於POD方法的氣動彈性系統降階模型168
6.4.1POD基快照求解方法169
6.4.2基於POD方法的氣動彈性系統降階170
6.5基於BPOD方法的氣動彈性系統降階173
6.5.1平衡截斷降階理論173
6.5.2變換矩陣的構造174
6.5.3POD快照與Gramian矩陣的聯繫174
6.5.4算例分析175
6.6基於POD-Galerkin映射的
非線性氣動力降階模型179
6.6.1流場控制方程修改180
6.6.2格線速度定義180
6.6.3POD-Galerkin映射181
6.6.4校正方法182
6.6.5算例分析183
第7章基於CFD/CSD耦合計算軟體的設計及其套用
7.1引言187
7.2計算氣動彈性軟體簡介187
7.2.1軟體功能簡介187
7.2.2軟體總體設計方案188
7.2.3軟體系統總體框架191
7.2.4數據使用者及其子類193
7.3軟體套用流程簡介195
7.3.1前處理軟體195
7.3.2求解器界面200
7.3.3數據顯示與處理200
7.4基於CFD/CSD耦合的氣動彈性軟體套用202
7.4.1大展弦比機翼靜氣動彈性分析202
7.4.2超聲速氣動舵面顫振分析207
7.4.3氣動彈性動載荷分析211
7.4.4動態擾動對氣動彈性的影響218
7.4.5複雜外形飛行器氣動彈性分析223
參考文獻233"
7.2計算氣動彈性軟體簡介187
7.2.1軟體功能簡介187
7.2.2軟體總體設計方案188
7.2.3軟體系統總體框架191
7.2.4數據使用者及其子類193
7.3軟體套用流程簡介195
7.3.1前處理軟體195
7.3.2求解器界面200
7.3.3數據顯示與處理200
7.4基於CFD/CSD耦合的氣動彈性軟體套用202
7.4.1大展弦比機翼靜氣動彈性分析202
7.4.2超聲速氣動舵面顫振分析207
7.4.3氣動彈性動載荷分析211
7.4.4動態擾動對氣動彈性的影響218
7.4.5複雜外形飛行器氣動彈性分析223
參考文獻233"
