組合動力飛行器多學科設計最佳化方法

組合動力飛行器多學科設計最佳化方法

《組合動力飛行器多學科設計最佳化方法》是2021年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:組合動力飛行器多學科設計最佳化方法
  • 作者:黃偉
  • 出版時間:2021年
  • 出版社:科學出版社
  • ISBN:9787030703408
  • 類別:工業技術類圖書
  • 開本:16 開
  • 裝幀:精裝
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

《組合動力飛行器多學科設計最佳化方法》從幾何參數化建模、動力建模、彈道建模、氣動建模、質量建模等各個方面詳述了組合動力飛行器多學科設計最佳化方法,結合兩層系統集成最佳化策略,獲取到綜合性能較優的飛行器總體方案;建立了耦合RBCC推進系統和寬速域飛行器氣動外形的組合動力飛行器總體方案,可為高超聲速飛機的工程化提供技術保障。《組合動力飛行器多學科設計最佳化方法》學科模型的建立更加精細、準確、系統,與公開文獻的試驗數據進行了充分對比驗證,可為高超聲速飛機總體設計提供參考。

圖書目錄

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吸氣式衝壓發動機/6
1.2.3組合動力飛行器彈道設計與最佳化/10
1.3多學科設計最佳化方法研究概況/13
1.3.1MDO模型/13
1.3.2MDO策略/14
1.3.3基於代理模型的最佳化/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函式驗證/47
2.4.3MSPE加點方法/49
2.4.4Kriging模型的工程套用/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套用/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基函式對比/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方法套用實例/69
3.4小結/73
第4章RBCC發動機熱力學模型建立與分析75
4.1RBCC發動機理想模型/75
4.2RBCC發動機性能分析/77
4.2.1引射模態/78
4.2.2衝壓模態/82
4.2.3超燃衝壓模態/83
4.2.4火箭模態/83
4.3算例驗證/84
4.4RBCC發動機性能參數化研究/87
4.4.1工作高度對發動機性能的影響/88
4.4.2發動機尺寸的影響/89
4.4.3發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彈道最佳化/106
5.4.1Radau偽譜法/106
5.4.2爬升彈道最佳化/106
5.4.3再入彈道最佳化/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基於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基於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最佳化研究175
7.1MDO方法的實現/175
7.1.1變數定義/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最佳化構型性能分析/194
7.5小結/196
參考文獻198
附錄DOE分析支撐數據213

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