定 價:138 元
叢書名:國家出版基金項目“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目
- 作者:徐驚雷[等]編著
- 出版時間:2019/6/1
- ISBN:9787118117868
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:V47
- 頁碼:308頁
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書首先介紹了相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)問題,然后以排氣系統(tǒng)的設(shè)計方法、性能研究及實驗驗證為側(cè)重點,循序漸進地介紹了常規(guī)的噴管型面設(shè)計方法、非對稱噴管型面的縮短設(shè)計方法、考慮進口非均勻的非對稱二元噴管設(shè)計技術(shù)、考慮化學(xué)非平衡效應(yīng)的非對稱二元噴管設(shè)計方法、考慮側(cè)向膨脹的三維非對稱噴管的二維設(shè)計方法、基于雙向流線追蹤的三維變截面噴管設(shè)計方法等,并且詳細(xì)研究了過膨脹非對稱噴管內(nèi)的非定常分離現(xiàn)象及機理。
高超聲速技術(shù)在軍事和經(jīng)濟上都具有重大的戰(zhàn)略意義,是目前航空航天領(lǐng)域研究的尖端技術(shù)。其中推進系統(tǒng)是關(guān)鍵技術(shù)之一,而尾噴管是其重要部件,并且受發(fā)動機總體的約束較強。為了與飛行器后體實現(xiàn)一體化,尾噴管常常采用非對稱的幾何構(gòu)型,這樣不僅會影響整個發(fā)動機的推力性能,而且會影響飛行器的升力和俯仰力矩,特別是在跨寬馬赫數(shù)范圍工作時(以渦輪基組合循環(huán)(Turbine Based Combined Cycle,TBCC)發(fā)動機為代表),其影響更加顯著。因此尾噴管氣動型面的設(shè)計方法存在較大的困難。目前,相關(guān)的研究專著還不多。
作者課題組從2000年以來,開始關(guān)注超燃沖壓發(fā)動機和組合循環(huán)發(fā)動機排氣系統(tǒng)的發(fā)展,并且持續(xù)不斷地開展了相關(guān)的研究,至今已經(jīng)有19年。同時從2008年開始,針對高性能氣動矢量噴管也開展了一些探索和研究。本書就是這些年來相關(guān)研究工作的一個階段性的總結(jié)。
本書梳理了相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)問題,以排氣系統(tǒng)的設(shè)計方法、性能研究及實驗驗證為重點,系統(tǒng)地介紹了非對稱噴管型面的各種設(shè)計方法,分析了相關(guān)的非定常流動現(xiàn)象及機理,并且以并聯(lián)式TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)為對象,給出了相關(guān)的設(shè)計方法及性能變化規(guī)律,作為補充,本書也給出了新型雙喉道氣動矢量噴管的設(shè)計方法和詳細(xì)的氣動性能變化規(guī)律。
本書主要內(nèi)容取自課題組歷屆研究生的工作積累,并經(jīng)過梳理、加工而成。其中:超燃沖壓發(fā)動機非對稱尾噴管的型面設(shè)計方法及TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)的設(shè)計與性能研究,主要是基于莫建偉的博士學(xué)位論文(2015年);過膨脹非對稱噴管內(nèi)的流動分離機理與控制,主要來源于于洋的博士學(xué)位論文(2016年);新型雙喉道氣動矢量噴管的內(nèi)容主要來源于顧瑞的碩士學(xué)位論文(2014年)。書中所涉及的其他研究生的工作,限于篇幅,此處不再一一列舉。另外,對南京航空航天大學(xué)能源與動力學(xué)院張壟元教授、余少志副教授的指導(dǎo)和幫助致以誠摯的謝意。
□□章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 超燃沖壓發(fā)動機非對稱噴管研究現(xiàn)狀
1.2.2 TBCC組合動力非對稱噴管研究現(xiàn)狀
1.2.3 雙喉道氣動矢量噴管研究現(xiàn)狀
1.3 主要技術(shù)需求與關(guān)鍵問題
參考文獻
第2章 噴管流動的基礎(chǔ)理論
2.1 廣義一維定常流的基本方程組
2.1.1 幾個制約因素在基本方程中的數(shù)學(xué)表示
2.1.2 廣義一維定常流的基本方程組
2.1.3 流動特性參數(shù)的微分關(guān)系式
2.2 特征線理論簡介
2.3 噴管的主要性能指標(biāo)
參考文獻
第3章 常規(guī)噴管的型面設(shè)計方法簡介
3.1 □大推力噴管型面設(shè)計
3.2 □短長度噴管型面設(shè)計
參考文獻
第4章 噴管型面的縮短設(shè)計
4.1 噴管的常規(guī)縮短設(shè)計方法
4.1.1 臨界點位置的確定
4.1.2 線性壓縮函數(shù)
4.1.3 指數(shù)壓縮函數(shù)
4.2 噴管的非線性縮短設(shè)計方法
4.2.1 非線性縮短設(shè)計
4.2.2 CFD計算及校核
4.2.3 結(jié)果分析與討論
4.3 噴管型面的理想截短方法及其驗證
4.3.1 理論分析
4.3.2 數(shù)值模擬
4.3.3 實驗驗證
參考文獻
第5章 考慮進口非均勻的非對稱二元噴管設(shè)計
5.1 理論基礎(chǔ)
5.2 噴管設(shè)計過程
5.2.1 噴管設(shè)計
5.2.2 設(shè)計程序驗證
5.2.3 不同的馬赫數(shù)分布形式對噴管設(shè)計結(jié)果的影響
5.3 進口參數(shù)非均勻?qū)姽苄阅艿挠绊?/span>
5.3.1 馬赫數(shù)非均勻分布對噴管性能的影響
5.3.2 溫度非均勻分布對噴管性能的影響
5.3.3 壓力非均勻分布對噴管性能的影響
5.4 考慮進口參數(shù)非均勻的尾噴管設(shè)計與實驗驗證
5.4.1 考慮非均□□口的噴管設(shè)計實例
5.4.2 截短對非均□□口噴管性能的影響
5.4.3 實驗驗證
參考文獻
第6章 考慮化學(xué)非平衡效應(yīng)的非對稱二元噴管設(shè)計
6.1 理論基礎(chǔ)
6.2 噴管設(shè)計及程序驗證
6.2.1 非對稱噴管設(shè)計流程
6.2.2 噴管設(shè)計程序驗證
6.3 考慮化學(xué)非平衡的非對稱噴管設(shè)計與分析
參考文獻
第7章 考慮側(cè)向膨脹的三維非對稱尾噴管設(shè)計
7.1 理論基礎(chǔ)
7.1.1 準(zhǔn)二維流動控制方程
7.1.2 準(zhǔn)二維流動特征線方程
7.2 噴管設(shè)計方法
7.3 設(shè)計實例及其實驗驗證
參考文獻
第8章 基于雙向流線追蹤的三維變截面噴管設(shè)計
8.1 環(huán)形基準(zhǔn)流場設(shè)計及主要影響參數(shù)
8.2 三維變截面噴管設(shè)計
8.3 三維變截面噴管實驗研究
參考文獻
第9章 過膨脹非對稱噴管內(nèi)的非定,F(xiàn)象
9.1 激波反射現(xiàn)象及其基礎(chǔ)理論
9.1.1 激波反射現(xiàn)象
9.1.2 激波極線
9.1.3 RR反射與IR反射的相互轉(zhuǎn)換
9.2 非對稱噴管中的激波與過膨脹分離
9.3 數(shù)值模擬方法及其驗證
9.4 SERN噴管中的過膨脹流動分離流場
9.4.1 短下板SERN模型中的流動分離模式
9.4.2 長下板SERN模型中的流動分離模式
9.5 SERN起動和關(guān)閉過程中的分離模式跳轉(zhuǎn)
9.5.1 起動和關(guān)閉過程的數(shù)值模擬方法
9.5.2 短下板SERN模型中的分離模式跳轉(zhuǎn)
9.5.3 長下板SERN模型中的分離模式跳轉(zhuǎn)
9.6 長下板SERN模型的分離模式跳轉(zhuǎn)實驗
9.6.1 實驗設(shè)備與實驗?zāi)P?/span>
9.6.2 長下板SERN模型中的過膨脹流場
9.6.3 長下板SERN模型中的流動分離模式轉(zhuǎn)化過程
9.7 SERN流動分離控制初步研究
9.7.1 計算模型與自適應(yīng)控制方案介紹
9.7.2 下膨脹面自適應(yīng)引氣正交實驗設(shè)計與分析
9.7.3 上膨脹面自適應(yīng)引氣正交實驗設(shè)計與分析
參考文獻
□□0章 并聯(lián)式TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)設(shè)計及性能研究
10.1 TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)推力性能參數(shù)定義
10.2 渦噴與沖壓發(fā)動機噴管位置布局研究
10.3 TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)設(shè)計點的選取
10.4 TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)飛行包線內(nèi)的性能分析
10.4.1 計算模型及邊界條件
10.4.2 CFD三維數(shù)值模擬結(jié)果
10.4.3 側(cè)板構(gòu)型對TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)的影響
10.5 TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)冷流實驗研究
10.5.1 實驗設(shè)備和測量系統(tǒng)
10.5.2 實驗結(jié)果
10.6 TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)級過程動態(tài)特性研究
10.7 TBCC發(fā)動機排氣系統(tǒng)流固耦合計算與分析
10.7.1 耦合計算模型
10.7.2 數(shù)值計算準(zhǔn)確性驗證
10.7.3 計算結(jié)果及分析
參考文獻
□□1章 新型雙喉道氣動矢量噴管
11.1 新型雙喉道氣動矢量噴管氣動特性研究
11.1.1 新型雙喉道氣動矢量噴管概況
11.1.2 新型雙喉道氣動矢量噴管的優(yōu)化設(shè)計
11.1.3 數(shù)值計算方法及其驗證
11.1.4 新型二元雙喉道氣動矢量噴管氣動特性
11.1.5 新型軸對稱雙喉道氣動矢量噴管氣動特性
11.2 雙喉道氣動矢量噴管的容腔效應(yīng)
11.2.1 數(shù)值模擬方法
11.2.2 計算結(jié)果及分析
11.3 新型雙喉道氣動矢量噴管對發(fā)動機流量的影響
11.3.1 無矢量狀態(tài)下,噴管對發(fā)動機流量的影響
11.3.2 □大矢量狀態(tài)下,噴管對發(fā)動機流量的影響
11.3.3 矢量調(diào)節(jié)狀態(tài)下,噴管對發(fā)動機流量的影響
11.4 新型雙喉道氣動矢量噴管過渡態(tài)下動態(tài)響應(yīng)特性研究
11.4.1 矢量起動過程
11.4.2 矢量關(guān)閉過程
11.5 新型雙喉道氣動矢量噴管的靜態(tài)/動態(tài)實驗
11.5.1 實驗總體方案
11.5.2 實驗結(jié)果與分析
11.6 本章小結(jié)