《高超聲速飛行器機體發動機一體化設計》是2018年科學出版社出版的圖書，作者是羅世彬。
基本介紹
- 書名：高超聲速飛行器機體發動機一體化設計
- 作者：羅世彬
- ISBN：9787030576194
- 頁數：228頁
- 定價：99元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年6月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
《高超聲速飛行器機體/發動機一體化設計及多學科設計最佳化》以高超聲速飛行器為研究對象，採用理論分析、數值仿真和試驗驗證等多種手段，以及多學科設計最佳化方法，對高超聲速飛行器機體/發動機一體化和總體的設計與最佳化技術進行了全面深入的研究，取得了一系列研究成果。
《高超聲速飛行器機體/發動機一體化設計及多學科設計最佳化》系統地研究並發展了以挨匪定超燃衝壓發動機為動力的高超聲速飛行器一體化設計方法；深入分析了高超聲速飛行器的設計結構矩陣和學科間的耦合量傳遞關係，並構建了高超聲速飛行器一體化設計框架和一體化設計最佳化模型；建立並套用機體/發動機一體化高超聲速飛行器冷卻分朽姜主析模型，對等高度飛行和等動壓飛行條件下各受熱部件的冷卻流量需求進行了分析；建立了基於參數方法的高超聲速巡航飛行器MDO模型以墊局體姜及基於最佳化方法的高超聲速巡航飛行器MDO模型。
前言
第1章 緒言 1
1.1 超燃衝壓發動機 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究簡史 1
1.2 高超聲速飛行器設計技術 10
1.2.1 高超聲速飛行器的學科特點 10
1.2.2 高超聲速飛行器的研究進展 11
1.3 多學科設計最佳化對高超聲速飛行器的重要性 22
1.3.1 高超聲速飛行器現有設計方法的缺陷 22
1.3.2 高超聲速飛行器MDO的引入 23
1.3.3 高超聲速飛行器MDO的特殊性 25
1.3.4 高超聲速飛行器MDO研究的構想 27
1.4 本書主要內容 29
第2章 高超聲速飛行器一體化設計 32
2.1 高超聲速飛行器一體化設計方法 32
2.2 高超聲速飛行霉龍辯器一體化設計框架 34
2.2.1 學科間的耦汽酷祖合關係 35
2.2.2 一體化設計框架 36
2.3 高超聲速飛行器的學科分析模型 38
2.3.1 外形參數模型 38
2.3.2 推進系統性能分析模型 39
2.3.3 氣動力計算模型 46
2.3.4 氣動熱/熱計算模型 48
2.3.5 冷卻性能分析模型 49
2.3.6 質量估算模型 50
2.3.7 全壽命周期費用估算模型 50
2.3.8 彈道與控制系統模型 51
2.4 高超聲速飛行器一體化設計最佳化模型 51
2.4.1 最佳化目標函式 52
2.4.2 參考任務及基準外形 52
2.4.3 約束條件 52
2.4.4 設計變數 52
2.5 本章小結 53
第3章 高超聲速飛行器機體/發動機一體化性能分析 54
3.1 機體/發動機一體化性能分析方法 54
3.1.1 基準分析外形 54
3.1.2 一體化性能指標 55
3.1.3 算力體系 55
3.1.4 一體化性能分析程式集成 64
3.2 機體/發動機一體化構型性能對比 65
3.2.1 機體/發動機一體化構型的定義 65
3.2.2 機體/發動機一體化構型性能對比邀戶簽才 67
3.2.3 機體/發動機一體化構型的選擇 88
3.2.4 機體/發動機一體化構型性能資料庫 89
3.3 設計與非設計狀態機體/發動機一體化性雄歸能對比 90
3.4 機體/發動機一體化設計參數靈敏度分析 91
3.4.1 設計參數 91
3.4.2 設計參數靈敏度分析方法 91
3.4.3 設計參數取值域的界定方法 92
3.4.4 結果分析 92
3.5 機體/發動機一體化性能實驗研究 95
3.5.1 實驗模型 95
3.5.2 實驗設備 96
3.5.3 實驗結果 97
3.6 本章小結 98
第4章 機體/發動機一體化部件最佳化設計研究 100
4.1 多目標遺傳算法 100
4.1.1 多目標最佳化概述 100
4.1.2 多目標最佳化方法 101
4.1.3 並行多目標混合遺傳算法 103
4.2 超燃衝壓發動機進氣道多目標最佳化設計 107
4.2.1 設計模型 107
4.2.2 最佳化模型 108
4.2.3 結果分析 109
4.3 超燃衝壓發動機尾噴管多目標最佳化設計 114
4.3.1 設計模型 114
4.3.2 最佳化模型 115
4.3.3 結果分析 117
4.4 超燃衝壓發動機燃燒室單目標最佳化設計 122
4.4.1 設計模型 122
4.4.2 最佳化模型 122
4.4.3 結果分析 123
4.5 本章小結 125
第5章 機體/發動機一體化高超聲速飛行器冷卻性能分析 127
5.1 氣動加熱部件冷卻分析 127
5.1.1 氣動加熱冷卻面積 127
5.1.2 冷卻分析計算條件 129
5.1.3 等高度飛行時氣動加熱部件的冷卻分析 130
5.1.4 等動壓飛行時氣動加熱部件的冷卻分析 131
5.2 發動機流道冷卻分析 133
5.2.1 超燃燃燒室壁面冷卻面積 133
5.2.2 超燃燃燒室壁面熱流密度 134
5.2.3 冷卻分析的計算條件 137
5.2.4 等高度飛行時燃燒室壁面的冷卻分析 138
5.2.5 等動壓飛行時燃燒室壁面的冷卻分析 143
5.3 機體/發動機一體化冷卻分析 144
5.3.1 等高度飛行時機體/發動機一體化冷卻分析 145
5.3.2 等動壓飛行時機體/發動機一體化冷卻分析 146
5.3.3 巡航高度對冷卻流量的影響 147
5.3.4 飛行動壓對冷卻流量的影響 149
5.4 本章小結 152
第6章 機體一體化超燃衝壓發動機系統方案分析 154
6.1 系統總體方案 155
6.1.1 總體構想 155
6.1.2 綜合比沖 157
6.1.3 系統參數 162
6.1.4 系統平衡 162
6.2 部件設計分析 163
6.2.1 部件構造方法 163
6.2.2 超燃衝壓發動機的流道設計 164
6.3 系統參數的平衡分析 167
6.3.1 系統參數的選擇 167
6.3.2 富燃燃氣發生器循環方案參數的平衡分析 169
6.3.3 富燃分級燃燒循環方案參數的平衡分析 171
6.4 系統循環方案的比較 173
6.4.1 質量 173
6.4.2 推力/推重比 174
6.4.3 燃料比沖 176
6.4.4 推進劑比沖 177
6.4.5 綜合比沖 177
6.5 本章小結 178
第7章 多學科設計最佳化方法及在高超聲速飛行器中的套用 180
7.1 參數化設計方法 180
7.1.1 回響面方法 182
7.1.2 試驗設計方法 183
7.1.3 變複雜度建模 184
7.1.4 並行計算 185
7.1.5 多方法並聯協作最佳化方法 186
7.2 對最佳化方法的要求 190
7.3 多學科設計最佳化模型及流程 191
7.3.1 參考任務和基準外形 191
7.3.2 學科分析模型 192
7.3.3 多學科設計最佳化模型 193
7.3.4 多學科設計最佳化流程及軟體實現 194
7.4 多學科設計最佳化結果與分析 196
7.5 本章小結 200
參考文獻 201
附錄A 機體一體化超燃衝壓發動機質量估算模型 219
A.1 質量部件的劃分 219
A.2 流道部件質量模型 219
A.2.1 參考量的定義 219
A.2.2 進氣道質量模型 220
A.2.3 含冷卻通道壁面流道質量模型 221
A.2.4 隔離段質量模型 223
A.2.5 燃燒室質量模型 224
A.2.6 支板質量模型 224
A.2.7 尾噴管質量模型 225
A.2.8 流道質量部件總質量模型 226
附錄B 高超聲速飛行器巡航段初始質量與起飛質量的關係式 227
後記 229
3.1.4 一體化性能分析程式集成 64
3.2 機體/發動機一體化構型性能對比 65
3.2.1 機體/發動機一體化構型的定義 65
3.2.2 機體/發動機一體化構型性能對比 67
3.2.3 機體/發動機一體化構型的選擇 88
3.2.4 機體/發動機一體化構型性能資料庫 89
3.3 設計與非設計狀態機體/發動機一體化性能對比 90
3.4 機體/發動機一體化設計參數靈敏度分析 91
3.4.1 設計參數 91
3.4.2 設計參數靈敏度分析方法 91
3.4.3 設計參數取值域的界定方法 92
3.4.4 結果分析 92
3.5 機體/發動機一體化性能實驗研究 95
3.5.1 實驗模型 95
3.5.2 實驗設備 96
3.5.3 實驗結果 97
3.6 本章小結 98
第4章 機體/發動機一體化部件最佳化設計研究 100
4.1 多目標遺傳算法 100
4.1.1 多目標最佳化概述 100
4.1.2 多目標最佳化方法 101
4.1.3 並行多目標混合遺傳算法 103
4.2 超燃衝壓發動機進氣道多目標最佳化設計 107
4.2.1 設計模型 107
4.2.2 最佳化模型 108
4.2.3 結果分析 109
4.3 超燃衝壓發動機尾噴管多目標最佳化設計 114
4.3.1 設計模型 114
4.3.2 最佳化模型 115
4.3.3 結果分析 117
4.4 超燃衝壓發動機燃燒室單目標最佳化設計 122
4.4.1 設計模型 122
4.4.2 最佳化模型 122
4.4.3 結果分析 123
4.5 本章小結 125
第5章 機體/發動機一體化高超聲速飛行器冷卻性能分析 127
5.1 氣動加熱部件冷卻分析 127
5.1.1 氣動加熱冷卻面積 127
5.1.2 冷卻分析計算條件 129
5.1.3 等高度飛行時氣動加熱部件的冷卻分析 130
5.1.4 等動壓飛行時氣動加熱部件的冷卻分析 131
5.2 發動機流道冷卻分析 133
5.2.1 超燃燃燒室壁面冷卻面積 133
5.2.2 超燃燃燒室壁面熱流密度 134
5.2.3 冷卻分析的計算條件 137
5.2.4 等高度飛行時燃燒室壁面的冷卻分析 138
5.2.5 等動壓飛行時燃燒室壁面的冷卻分析 143
5.3 機體/發動機一體化冷卻分析 144
5.3.1 等高度飛行時機體/發動機一體化冷卻分析 145
5.3.2 等動壓飛行時機體/發動機一體化冷卻分析 146
5.3.3 巡航高度對冷卻流量的影響 147
5.3.4 飛行動壓對冷卻流量的影響 149
5.4 本章小結 152
第6章 機體一體化超燃衝壓發動機系統方案分析 154
6.1 系統總體方案 155
6.1.1 總體構想 155
6.1.2 綜合比沖 157
6.1.3 系統參數 162
6.1.4 系統平衡 162
6.2 部件設計分析 163
6.2.1 部件構造方法 163
6.2.2 超燃衝壓發動機的流道設計 164
6.3 系統參數的平衡分析 167
6.3.1 系統參數的選擇 167
6.3.2 富燃燃氣發生器循環方案參數的平衡分析 169
6.3.3 富燃分級燃燒循環方案參數的平衡分析 171
6.4 系統循環方案的比較 173
6.4.1 質量 173
6.4.2 推力/推重比 174
6.4.3 燃料比沖 176
6.4.4 推進劑比沖 177
6.4.5 綜合比沖 177
6.5 本章小結 178
第7章 多學科設計最佳化方法及在高超聲速飛行器中的套用 180
7.1 參數化設計方法 180
7.1.1 回響面方法 182
7.1.2 試驗設計方法 183
7.1.3 變複雜度建模 184
7.1.4 並行計算 185
7.1.5 多方法並聯協作最佳化方法 186
7.2 對最佳化方法的要求 190
7.3 多學科設計最佳化模型及流程 191
7.3.1 參考任務和基準外形 191
7.3.2 學科分析模型 192
7.3.3 多學科設計最佳化模型 193
7.3.4 多學科設計最佳化流程及軟體實現 194
7.4 多學科設計最佳化結果與分析 196
7.5 本章小結 200
參考文獻 201
附錄A 機體一體化超燃衝壓發動機質量估算模型 219
A.1 質量部件的劃分 219
A.2 流道部件質量模型 219
A.2.1 參考量的定義 219
A.2.2 進氣道質量模型 220
A.2.3 含冷卻通道壁面流道質量模型 221
A.2.4 隔離段質量模型 223
A.2.5 燃燒室質量模型 224
A.2.6 支板質量模型 224
A.2.7 尾噴管質量模型 225
A.2.8 流道質量部件總質量模型 226
附錄B 高超聲速飛行器巡航段初始質量與起飛質量的關係式 227
後記 229
