目錄
序
前言
第1章　緒論1
1.1　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展1
1.1.1　數(shù)值模擬1
1.1.2　氣動(dòng)設(shè)計(jì)的新要求2
1.2　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容3
1.2.1　設(shè)計(jì)對(duì)象：幾何模型3
1.2.2　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的基本要素：設(shè)計(jì)目標(biāo)5
1.2.3　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的基本要素：設(shè)計(jì)約束7
1.2.4　設(shè)計(jì)方法7
1.3　飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)8
1.3.1　氣動(dòng)設(shè)計(jì)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的地位8
1.3.2　飛機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)的任務(wù)9
1.4　航空發(fā)動(dòng)機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)10
1.4.1　航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的地位11
1.4.2　航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)的要求11
1.5　本章習(xí)題11
第2章　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Ⅰ：幾何建模13
2.1　二維參數(shù)化建模方法13
2.1.1　NURBS曲線13
2.1.2　Hicks-Henne方法15
2.1.3　PARSEC方法16
2.1.4　CST方法17
2.1.5　基于奇異值分解的本征正交分解(SVD-POD)法18
2.1.6　二維參數(shù)化建模方法小結(jié)20
2.2　三維參數(shù)化建模方法20
2.2.1　參數(shù)化曲線放樣方法20
2.2.2　NURBS曲面22
2.2.3　三維CST方法24
2.2.4　自由曲面變形方法25
2.2.5　三維參數(shù)化建模方法小結(jié)26
2.3　參數(shù)化建模方法最新進(jìn)展26
2.3.1　CST參數(shù)化方法的改進(jìn)27
2.3.2　FFD參數(shù)化方法的改進(jìn)29
2.3.3　納入氣動(dòng)參數(shù)的參數(shù)化方法(PAERO方法)31
2.4　本章習(xí)題32
第3章　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Ⅱ：流動(dòng)分析與優(yōu)化目標(biāo)33
3.1　網(wǎng)格生成技術(shù)33
3.1.1　結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成方法34
3.1.2　非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成方法36
3.1.3　特殊網(wǎng)格38
3.1.4　網(wǎng)格變形40
3.2　數(shù)值模擬方法44
3.2.1　控制方程45
3.2.2　離散格式46
3.2.3　湍流模型52
3.3　復(fù)雜流動(dòng)機(jī)理分析59
3.3.1　分離流59
3.3.2　旋渦流動(dòng)63
3.3.3　轉(zhuǎn)捩與湍流65
3.3.4　激波邊界層干擾69
3.4　試驗(yàn)驗(yàn)證73
3.4.1　總體性能驗(yàn)證方法73
3.4.2　典型流動(dòng)現(xiàn)象驗(yàn)證74
3.5　本章習(xí)題76
第4章　空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Ⅲ：設(shè)計(jì)理論、方法與策略79
4.1　優(yōu)化設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)79
4.1.1　設(shè)計(jì)要素79
4.1.2　優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的分類81
4.1.3　最值和極值的概念83
4.1.4　收斂的概念84
4.2　正設(shè)計(jì)方法86
4.2.1　優(yōu)化算法86
4.2.2　代理模型105
4.3　反設(shè)計(jì)方法126
4.3.1　引言126
4.3.2　反設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介126
4.3.3　基于性能指標(biāo)和流場(chǎng)分布的反設(shè)計(jì)方法128
4.4　先進(jìn)的人工智能方法131
4.4.1　基于人工智能的尋優(yōu)方法131
4.4.2　基于人工智能的代理模型141
4.5　設(shè)計(jì)策略147
4.5.1　兩輪優(yōu)化設(shè)計(jì)策略147
4.5.2　多點(diǎn)優(yōu)化策略148
4.5.3　魯棒設(shè)計(jì)策略150
4.5.4　納什均衡與多目標(biāo)氣動(dòng)優(yōu)化152
4.6　優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程案例[282]162
4.7　本章習(xí)題165
第5章　現(xiàn)代飛機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)案例168
5.1　總體氣動(dòng)布局168
5.1.1　總體氣動(dòng)布局的意義168
5.1.2　典型布局形式的分類和特點(diǎn)169
5.2　翼型172
5.2.1　翼型的參數(shù)及分類173
5.2.2　翼型氣動(dòng)特性與各參數(shù)間的聯(lián)系176
5.2.3　翼型氣動(dòng)特性與飛機(jī)性能的聯(lián)系179
5.2.4　翼型設(shè)計(jì)案例179
5.3　超臨界機(jī)翼183
5.3.1　超臨界翼型183
5.3.2　超臨界機(jī)翼的三維構(gòu)型和主要參數(shù)187
5.3.3　超臨界機(jī)翼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則193
5.3.4　超臨界機(jī)翼設(shè)計(jì)案例194
5.3.5　先進(jìn)機(jī)翼減阻方法198
5.4　機(jī)翼-吊掛-短艙一體化設(shè)計(jì)203
5.4.1　概述203
5.4.2　發(fā)動(dòng)機(jī)短艙-機(jī)翼相對(duì)位置204
5.5　翼身融合體207
5.5.1　翼身融合體的概念207
5.5.2　翼身融合體的研究與應(yīng)用208
5.5.3　翼身融合體的特點(diǎn)211
5.5.4　翼身融合構(gòu)型集成設(shè)計(jì)實(shí)例213
5.6　分布式推進(jìn)飛行器215
5.6.1　分布式推進(jìn)飛行器的基本概念和原理215
5.6.2　分布式推進(jìn)飛行器的多學(xué)科優(yōu)化216
5.6.3　未來(lái)分布式推進(jìn)飛行器的發(fā)展方向和挑戰(zhàn)217
5.7　乘波體設(shè)計(jì)217
5.7.1　乘波體基本概念218
5.7.2　常見(jiàn)的幾種設(shè)計(jì)方法219
5.8　本章習(xí)題222
第6章　航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)案例223
6.1　短艙223
6.2　風(fēng)扇226
6.3　壓氣機(jī)233
6.3.1　流道設(shè)計(jì)234
6.3.2　葉片設(shè)計(jì)235
6.4　短艙-風(fēng)扇跨部件內(nèi)外流一體化氣動(dòng)分析238
6.5　本章習(xí)題243
參考文獻(xiàn)244