高超聲速飛行器中的湍流及其應用

目錄
叢書序
前言
第1章緒論1
1.1引言/1
1.1.1無序與有序/1
1.1.2線性與非線性/2
1.1.3定常與非定常/2
1.1.4利與害/3
1.2高超聲速飛行器中的湍流問題/4
1.3可壓縮湍流研究進展/6
參考文獻/8
第2章可壓縮湍流計算方法10
2.1控制方程/10
2.1.1NS方程/10
2.1.2雷諾平均方程與濾波方程/12
2.2計算方法/14
2.2.1WENO方法/14
2.2.2擾動方程及求解方法/19
參考文獻/24
第3章高超聲速邊界層風洞試驗技術26
3.1高超聲速風洞/26
3.1.1風洞能力/27
3.1.2FD20風洞/29
3.1.3FD07風洞/30
3.1.4背景噪聲測量/31
3.2邊界層轉(zhuǎn)捩測試技術/40
3.2.1平均/脈動熱流測試技術/40
3.2.2脈動壓力測試技術/42
3.2.3擾動信號的信噪比與改進技術/45
3.2.4紅外熱圖技術/50
3.3信號分析方法/52
3.3.1奇異值分解/52
3.3.2經(jīng)驗模態(tài)分解/53
3.3.3小波變換/54
3.3.4互雙譜分析/56
參考文獻/57
第4章高超聲速平板邊界層59
4.1流動穩(wěn)定性基本概念/59
4.1.1TS擾動波/59
4.1.2Mack模態(tài)/60
4.1.3中性曲線/60
4.1.4不穩(wěn)定擾動/60
4.2Mack模態(tài)擾動波測試試驗/62
4.2.1擾動模態(tài)識別/62
4.2.2擾動模態(tài)確認/63
4.2.3Mack模態(tài)擾動的調(diào)制特征/67
4.3TS波與外部擾動波的相互作用/72
4.4TS波的空間演化過程/76
4.4.1**模態(tài)擾動波/76
4.4.2第二模態(tài)擾動波/80
4.5高超聲速平板邊界層自然轉(zhuǎn)捩過程/83
4.6高超聲速邊界層中的小激波結(jié)構/86
4.7高超聲速湍流場生成技術/87
4.7.1強制轉(zhuǎn)捩方法/87
4.7.2基于時間發(fā)展流動的湍流入口/90
4.7.3可壓縮湍流生成方法的比較/93
參考文獻/95
第5章高超聲速圓錐邊界層97
5.1圓錐邊界層轉(zhuǎn)捩的攻角效應/97
5.2攻角對圓錐邊界層基本流的影響/98
5.3圓錐邊界層的線性穩(wěn)定性分析/101
5.3.1網(wǎng)格收斂性/101
5.3.2程序驗證/104
5.3.3線性穩(wěn)定性分析結(jié)果/107
5.4圓錐邊界層擾動的非線性過程模擬/116
5.4.1計算模型/117
5.4.2擾動波發(fā)展演化過程/118
5.4.3條紋失穩(wěn)現(xiàn)象/120
5.5風洞試驗結(jié)果/122
5.5.1試驗數(shù)據(jù)可靠性檢查/123
5.5.2小攻角下圓錐邊界層轉(zhuǎn)捩線/124
5.5.3脈動熱流信號的特征/127
5.5.4表面條紋結(jié)構/129
參考文獻/135
第6章可壓縮混合層137
6.1混合層流動基本概念/137
6.1.1時間發(fā)展與空間發(fā)展混合層/137
6.1.2對流輸運速度與對流馬赫數(shù)/138
6.1.3混合層厚度定義/138
6.2混合層的二維亞諧作用機制/139
6.3混合層的二次失穩(wěn)現(xiàn)象/148
6.3.1混合層二次失穩(wěn)現(xiàn)象的數(shù)值模擬結(jié)果/149
6.3.2基于同相點概念的二次失穩(wěn)分析模型/150
6.4混合層擾動演化的非線性過程分析/157
6.4.1混合層非線性失穩(wěn)的時空間歇現(xiàn)象/158
6.4.2混合層失穩(wěn)現(xiàn)象的非線性動力學分析/161
6.5超聲速混合層流動穩(wěn)定性/169
6.6可壓縮混合層的流動顯示試驗/175
6.6.1試驗設備與流動顯示技術/175
6.6.2KH失穩(wěn)結(jié)構的顯示與測量/177
6.6.3混合層三維結(jié)構的流動顯示/181
6.7混合層控制原理/185
6.7.1二維擾動流動控制/188
6.7.2三維擾動流動控制/189
參考文獻/190
第7章湍流應用案例192
7.1超燃沖壓發(fā)動機進氣道/192
7.1.1背景介紹/192
7.1.2人工轉(zhuǎn)捩裝置設計與風洞試驗驗證/196
7.2超燃沖壓發(fā)動機燃燒室/200
7.2.1背景介紹/200
7.2.2低內(nèi)阻光滑通道燃燒室設計及風洞直連試驗驗證/204
7.3鈍錐再入體的飛行失穩(wěn)/206
7.3.1背景介紹/206
7.3.2非對稱轉(zhuǎn)捩氣動效應研究方法/208
7.3.3動態(tài)非對稱轉(zhuǎn)捩過程俯仰運動仿真模擬/209
7.3.4轉(zhuǎn)捩附加動態(tài)氣動力矩工程應用模型/212
參考文獻/213
彩圖215