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高超声速流动数值模拟方法及应用 本书特色
本书主要以作者及研究团队多年来围绕高超声速流动数值模拟及解决典型关键问题的相关工作为主要内容编写而成的，所选问题大多是当前乃至今后高超声速技术研究中必须关注的热点问题。全书分为三部分，共六章：*部分为研究背景及计算方法、物理模型等方面的介绍，由*、二章组成，其中*章为绪论，主要介绍高超声速流动基本特征、研究进展及存在的技术挑战；第二章主要介绍CFD的基本要素，包括控制方程、物理模型、数值计算格式等，以保持书稿的完整性；第二部分是关于CFD数据的精度、误差及不确定度分析等内容，由第三章组成，主要讨论CFD的验证与确认问题，并结合典型问题给出了CFD验证与确认的完整过程；第三部分是典型高超声速问题研究，由第四、五、六章组成，其中第四章介绍CFD在喷流干扰及喷流／舵面复合控制研究中的应用；第五章介绍典型飞行器／发动机内外流一体化复杂流动模拟的一些关键技术和典型结果；第六章为高超声速气动力特性天地相关性的研究分析。
高超声速流动数值模拟方法及应用 目录
高超声速出版工程目录
丛书序
前言
**章 绪论/1
1.1 基本概念/2
1.1.1 高超声速流动的典型特征/2
1.1.2 高超声速流动数值模拟的研究范畴/5
1.1.3 高超声速流动数值模拟的作用/12
1.2 高超声速流动数值模拟技术的发展现状/13
1.2.1 更准确－－物理模型的研究进展/13
1.2.2 更精确－－空间离散算法的研究进展/15
1.2.3 更高效－－时间推进方法的研究进展/19
1.2.4 数值模拟准度与精度的正确评价/19
1.3 本书的写作目的与内容/21
参考文献/22
第二章 高超声速流动数值模拟方法/26
2.1 引言/26
2.2 控制方程/26
2.2.1 三维流动的动力学方程/26
2.2.2 坐标变换/29
2.2.3 热力学方程/30
2.2.4 输运系数/31
2.2.5 化学反应模型及生成源项/32
2.3 数值方法/33
2.3.1 控制方程的离散/34
2.3.2 时间离散/35
2.3.3 无黏项离散/39
2.3.4 黏性项离散/48
2.4 边界条件/50
2.5 湍流模型/52
2.5.1 SA湍流模型/52
2.5.2 MenterSST模型/54
2.5.3 可压缩性修正方法/56
2.5.4 湍流模型方程的统一形式/57
2.5.5 湍流模型方程的离散/58
2.5.6 湍流模型的边界条件/58
2.5.7 湍流模型离散方程的求解/59
2.6 静态气动力计算公式/59
附表/61
参考文献/70
第三章 高超声速流动数值模拟的验证与确认/74
3.1 引言/74
3.2 国内外的研究进展/75
3.3 基本概念与方法/77
3.3.1 验证的定义/78
3.3.2 确认的定义/79
3.3.3 实验中的误差和不确定度/79
3.3.4 CFD中的误差和不确定度/81
3.4 验证过程/86
3.4.1 迭代收敛误差/87
3.4.2 空间离散误差/89
3.5 确认过程/92
3.5.1 确认的方法学/92
3.5.2 实验数据处理/95
3.5.3 计算数据确认/95
3.6 不确定度量化/97
3.6.1 非概率方法/97
3.6.2 概率方法/101
3.7 典型问题的验证与确认/103
3.7.1 简单轴对称体单元问题的验证与确认研究/103
3.7.2 复杂流动基准问题的验证与确认研究/114
3.7.3 简单翼身组合体的验证与确认研究/130
参考文献/142
第四章 喷流干扰及喷流/舵面复合控制研究/147
4.1 引言/147
4.2 国内外研究进展/149
4.3 喷流模拟方法研究/152
4.3.1 喷流相似准则研究/152
4.3.2 喷流介质模型研究/155
4.4 喷流干扰复杂流动机理及气动特性研究/158
4.4.1 喷流干扰流场的拓扑结构/158
4.4.2 来流参数和喷口几何特征对喷流干扰气动特性的影响/165
4.5 RCS/舵面相互干扰的影响研究/172
4.5.1 模型、网格以及喷流参数/173
4.5.2 脉冲喷流相互干扰影响的研究/175
4.5.3 舵面对喷流控制效果影响的研究/178
4.5.4 喷流对舵面控制效果影响的研究/181
参考文献/185
第五章 内外流一体化复杂流动模拟/188
5.1 引言/188
5.2 数值方法验证与确认/190
5.2.1 典型问题的方法验证/190
5.2.2 复杂飞行器内外流一体化的数值计算/201
5.3 轴对称飞行器内外流一体化研究/206
5.3.1 流场特性分析/207
5.3.2 侧压板变化的影响/209
5.3.3 溢流槽几何尺寸的影响/210
5.4 升力体飞行器内外流一体化研究/213
5.4.1 流场特性分析/213
5.4.2 气动特性分析/215
5.4.3 支架干扰修正/218
参考文献/219
第六章 高超声速气动力特性天地相关性/222
6.1 引言/222
6.2 国内外研究进展/225
6.2.1 国外高超声速气动力天地相关性的研究情况/226
6.2.2 国内高超声速气动力天地相关性的研究情况/234
6.3 气动力数据天地关联方法的研究/235
6.3.1 黏性干扰参数考察研究/236
6.3.2 黏性干扰数学模型研究/242
6.3.3 考虑多物理效应的天地相关性研究/243
6.4 典型的高超声速飞行器气动力相关性研究/244
6.4.1 数值计算方法和研究对象/244
6.4.2 单物理效应对气动力特性的影响规律/245
6.4.3 多物理耦合效应对气动力特性的影响规律/254
6.4.4 黏性干扰的数学模型研究/259
6.4.5 模型预测结果误差分析/262
6.4.6 考虑真实气体和稀薄气体效应的影响/263
参考文献/267
彩图/269
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