高超聲速飛行器氣動熱耗散、輸運和再利用管理技術

高超聲速飛行器氣動熱耗散、輸運和再利用管理技術

《高超聲速飛行器氣動熱耗散、輸運和再利用管理技術》是2021年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:高超聲速飛行器氣動熱耗散、輸運和再利用管理技術
  • 作者:龔春林,苟建軍,唐碩
  • 出版社:科學出版社
  • 出版時間:2021年8月1日
  • 開本:16 開
  • 裝幀:精裝
  • ISBN:9787030691897
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

高超聲速飛行器熱管理是專門研究高超聲速飛行器熱耗散、輸運及再利用的技術,歷來受到航天工業部門的高度重視。熱管理系統作為飛行器安全飛行和設備正常工作的重要保障,是高超聲速工程發展的關鍵技術之一。《高超聲速飛行器氣動熱耗散、輸運和再利用管理技術》重點針對高超聲速飛行器典型的熱環境特點,提出了等效熱平衡模型和熱管理系統設計理論,系統地闡述了高超聲速飛行器熱管理的基本概念與內涵。針對熱耗散技術,建立了基於等效熱平衡模型的熱防護系統設計方法,提出了新型一體化承載防熱結構的快速設計和評估方法;針對熱輸運技術,開展了飛行器大曲率前緣區域熱管及對流輸運方案的分析和評估,提出了大面積區域對流熱輸運網路的設計方法;針對熱利用技術,開發了防熱 供電、承載 防熱 供電多功能結構技術。《高超聲速飛行器氣動熱耗散、輸運和再利用管理技術》*後建立了高超聲速飛行器熱管理系統的設計流程,實現了熱防護子系統、熱輸運子系統和熱電轉換子系統的耦合設計。

圖書目錄

高超聲速出版工程
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論/1
1.1 高超聲速飛行器熱環境基本特點/2
1.2 高超聲速氣動熱管理技術研究現狀/4
1.2.1 氣動降熱/5
1.2.2 熱耗散技術/6
1.2.3 熱輸運技術/8
1.2.4 熱再利用技術/9
1.3 本書主要研究內容/11
參考文獻/12
第2章 熱管理系統設計中的基本概念和方法/16
2.1 熱平衡模型/16
2.2 等效熱平衡模型/17
2.2.1 無熱電轉換子系統/18
2.2.2 有熱電轉換子系統/19
2.3 氣動熱計算方法/20
2.3.1 無黏流場計算/20
2.3.2 邊界層內有黏流場氣動熱計算/31
2.3.3 駐點熱流密度計算/47
2.3.4 氣動熱計算流程/48
2.4 熱管理系統設計方法/49
2.4.1 基於輻射熱平衡模型的熱防護系統設計流程/49
2.4.2 基於等效熱平衡模型的熱管理系統設計流程/49
2.4.3 小結/50
參考文獻/51
第3章 被動熱防護系統設計/53
3.1 前言/53
3.2 熱防護結構及典型熱防護概念/54
3.2.1 熱防護材料及結構/54
3.2.2 典型熱防護概念/55
3.3 熱防護系統設計方法/56
3.3.1 熱防護系統分區方法/56
3.3.2 熱防護系統傳熱分析模型/57
3.3.3 結構最佳化模型/61
3.4 高超聲速飛行器被動熱防護系統設計/61
3.4.1 飛行器及彈道/61
3.4.2 氣動熱/62
3.4.3 被動熱防護子系統/65
3.5 小結/70
參考文獻/71
第4章 波紋夾芯型防熱/承載一體化多功能結構設計及評估方法/72
4.1 前言/72
4.2 防熱/承載一體化熱防護系統設計/73
4.2.1 ITPS區域分布及材料選取/74
4.2.2 設計點及極限設計狀態確定/75
4.2.3 ITPS最佳化設計模型及方法/75
4.3 防熱/承載一體化結構熱力回響問題分析/78
4.3.1 熱傳導問題/79
4.3.2 結構靜力學問題/80
4.3.3 屈曲問題/81
4.3.4 動特性及動力學回響問題/82
4.3.5 小結/83
4.4 波紋夾芯型一體化結構熱傳導分析方法/83
4.4.1 正交分解法求解瞬態熱傳導方程/83
4.4.2 考慮材料非線性的瞬態熱傳導計算方法/90
4.4.3 波紋夾芯型ITPS熱物性參數等效模型/101
4.4.4 算例驗證/102
4.4.5 小結/111
4.5 波紋夾芯型ITPS結構靜力學計算方法/111
4.5.1 波紋夾芯結構均勻化方法/112
4.5.2 基於多層理論的有限元模型/125
4.5.3 算例驗證/132
4.5.4 小結/136
4.6 波紋夾芯型ITPS應力分布及結構屈曲計算方法/136
4.6.1 基於等效模型的應力分布計算方法/136
4.6.2 ITPS屈曲問題計算方法/139
4.6.3 算例驗證/140
4.6.4 小結/146
4.7 波紋夾芯型ITPS設計實例及總體評估/146
4.7.1 高超聲速運載器/147
4.7.2 ITPS適用區域及材料選取方案/148
4.7.3 ITPS最佳化設計/150
4.7.4 ITPS最佳化設計結果/154
4.8 小結/156
參考文獻/156
第5章 飛行器前緣熱輸運技術/158
5.1 前言/158
5.2 飛行器前緣一體化熱管方案設計及性能評估/160
5.2.1 前緣氣動熱計算/160
5.2.2 前緣熱管方案設計及性能評估/162
5.2.3 小結/172
5.3 飛行器前緣對流熱輸運方案設計及性能評估/173
5.3.1 前緣對流熱輸運方案/173
5.3.2 數值模型/174
5.3.3 結果分析/175
5.4 小結/180
參考文獻/180
第6章 飛行器大面積區域對流熱輸運網路設計/182
6.1 前言/182
6.2 對流熱輸運網路設計方法/183
6.3 高超聲速巡飛器對流熱輸運網路設計/183
6.3.1 飛行器及熱輸運工質/183
6.3.2 熱防護對流熱輸運數值模型/186
6.3.3 結果與分析/187
6.4 被動熱防護及熱輸運系統耦合設計流程/202
6.5 小結/202
參考文獻/203
第7章 熱電轉換結構設計及性能評估/205
7.1 前言/205
7.2 防熱/供電多功能結構概念/206
7.2.1 p型熱電材料的選擇/207
7.2.2 n型熱電材料的製備及其熱電性能/207
7.2.3 其他材料物性/210
7.3 數值仿真模型/210
7.3.1 控制方程及本構方程/210
7.3.2 單胞及其邊界/212
7.3.3 邊界條件及初始條件/212
7.3.4 材料接觸界面/216
7.4 多功能結構力/熱/電性能分析/216
7.4.1 力/熱性能分析/217
7.4.2 熱電性能分析/220
7.4.3 熱電轉換效率分析/221
7.5 多功能結構最佳化/224
7.5.1 最佳化問題模型/224
7.5.2 最佳化過程/226
7.5.3 最佳化結果/226
7.6 小結/227
參考文獻/228
第8章 承載防熱供電多功能結構技術/230
8.1 前言/230
8.2 飛行器力/熱載荷/231
8.3 熱電多功能結構設計及力學邊界條件/233
8.3.1 熱電材料及選取原則/233
8.3.2 熱電多功能結構方案/235
8.3.3 力學邊界條件/237
8.4 熱電多功能結構細化設計及力熱電性能評估/247
8.4.1 熱電多功能結構細化設計/247
8.4.2 力熱耦合分析數值模型/249
8.4.3 力熱性能分析及評估/253
8.4.4 發電性能分析及評估/263
8.5 小結/266
參考文獻/267
第9章 熱管理系統最佳化設計及流程/270
9.1 前言/270
9.2 熱電熱防護概念及熱管理系統的最佳化設計/270
9.2.1 熱電熱防護概念及其數值模型/271
9.2.2 熱電熱防護概念的最佳化模型/272
9.2.3 熱管理性能評估/273
9.3 面向飛行器總體的熱管理系統設計流程/276
9.4 高超聲速飛行器熱能管理系統的套用構想/277
參考文獻/278

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