高超聲速飛行器電漿鞘套的電磁特性

《高超聲速飛行器電漿鞘套的電磁特性》是2018年7月出版的圖書，作者是張厚、殷雄。

基本介紹

• 中文名：高超聲速飛行器電漿鞘套的電磁特性
• 作者：張厚
• 出版時間：2018年7月
• 出版社： 國防工業出版社 
• 頁數：209 頁
• ISBN：9787118114393
• 定價：128 元
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝

內容簡介

本書旨在對再入電漿鞘套的電磁特性開展理論研究。通過流體動力學仿真，獲得再入體模型的高超聲速繞流流場特性，通過相關公式對各再入體模型的流場結果進行轉化處理，得到各再入體的電漿鞘套電磁模型。在此基礎上，運用改進的電磁學方法研究電磁波在電漿鞘套中的傳播特性（如吸收衰減效應，同極化或交叉極化透射、反射效應）；並研究電漿鞘套在不同條件下的散射特性及其對目標本體散射特性的影響。

目錄

第1章綜述1

1.1等離子鞘套電磁特性的研究意義1

1.2電漿鞘套電磁特性的研究方法2

1.2.1高超聲速流動的計算方法2

1.2.2電磁波與電漿作用的計算方法3

第2章電漿鞘套的理論基礎6

2.1電漿的基本特性6

2.1.1電漿基本參數6

2.1.2電漿的介電特性7

2.1.3電漿的色散特性9

2.2電漿鞘套的磁流體力學基礎10

2.2.1磁流體力學問題的解耦條件10

2.2.2氣體流場的基本概念14

2.2.3電漿鞘套的流體特徵16

2.3電磁波與電漿的相互作用18

2.3.1高通濾波、相移及吸收衰減特性18

2.3.2磁化條件下的法拉第旋轉效應及共振吸收現象21

2.3.3電磁波折射效應24

2.3.4都卜勒頻移效應26

第3章高超聲速目標熱化學非平衡流模擬27

3.1高超聲速熱化學非平衡流的CFD理論27

3.1.1熱力學溫度模型27

3.1.2化學反應動力學模型28

3.1.3熱化學非平衡流控制方程29

3.1.4計算方法與算例驗證32

3.2再入體模型的建立34

3.3氣動物理特性相似規律35

3.4微縮尺度模型37

3.5再入體繞流流動模擬結果與分析39

3.5.1高超聲速鈍錐繞流流動模擬39

3.5.2高超聲速球冠倒錐體繞流流動模擬45

3.5.3高超聲速銳頭體繞流流動模擬53

第4章電漿鞘套電磁特性分析的時域有限差分方法60

4.1改進的非磁化電漿FDTD方法60

4.1.1改進的非磁化電漿SO-FDTD方法60

4.1.2改進的非磁化電漿ADI-FDTD方法65

4.1.3算法驗證與分析74

4.2改進的磁化電漿SO-FDTD方法77

4.2.1改進的基於任意磁偏角的磁化電漿SO-FDTD方法78

4.2.2改進的基於0°磁偏角的磁化電漿SO-FDTD方法84

4.2.3算法驗證與分析86

4.3提升高階差分方程疊代計算效率的記憶體最佳化算法91

第5章電磁波在電漿鞘套中的傳播特性94

5.1電磁波在電漿鞘套中傳播的理論分析方法94

5.1.1傳播矩陣法94

5.1.2FDTD方法 101

5.1.3有效性分析103

5.2電漿鞘套電磁模型106

5.2.1電漿鞘套電磁特性參數的提取106

5.2.2電漿鞘套電磁特性參數的分布107

5.3電磁波入射到非磁化電漿鞘套的傳播特性分析109

5.3.1觀察點位置變化對電磁波傳播特性的影響109

5.3.2入射角變化對電磁波傳播特性的影響114

5.3.3再入速度變化對電磁波傳播特性的影響116

5.3.4再入高度變化對電磁波傳播特性的影響118

5.4電磁波入射到局部磁化電漿鞘套的傳播特性分析120

5.4.1磁場強度變化對電磁波傳播特性的影響121

5.4.2磁偏角變化對電磁波傳播特性的影響125

5.4.3再入高度及速度變化對電磁波傳播特性的影響128

5.4.4外加磁場分布特性對電磁波傳播特性的影響131

第6章電漿鞘套的電磁散射特性134

6.1電漿鞘套電磁參數分布特性134

6.2FDTD格線尺度設定及散射程式驗證139

6.3球冠倒錐體電漿鞘套的散射特性141

6.3.1不同入射方向時的RCS頻率回響特性142

6.3.2不同再入高度時的RCS頻率回響特性147

6.3.3不同再入速度時的RCS頻率回響特性150

6.3.4倒錐體本體尺寸變化對RCS頻率回響特性的影響152

6.4銳頭體電漿鞘套的散射特性154

6.4.1不同入射方向時的RCS頻率回響特性154

6.4.2不同再入高度時的RCS頻率回響特性158

6.4.3不同再入速度時的RCS頻率回響特性161

6.4.4銳頭體本體尺寸變化對RCS頻率回響特性的影響163附錄167

參考文獻169