高超声速飞行器中的湍流及其应用

　　《高超声速飞行器中的湍流及其应用》介绍了可压缩湍流基础与应用方向的研究进展，以航天飞行器为背景，选取高超声速平板边界层、高超声速圆锥边界层和超声速混合层等模型流动，分别以数值计算和风洞试验的方法，探讨了流动稳定性、失稳过程、转捩现象和湍流气动效应等问题，并介绍了在工程上的应用思路。

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目录
丛书序
前言
第1章绪论1
1.1引言/1
1.1.1无序与有序/1
1.1.2线性与非线性/2
1.1.3定常与非定常/2
1.1.4利与害/3
1.2高超声速飞行器中的湍流问题/4
1.3可压缩湍流研究进展/6
参考文献/8
第2章可压缩湍流计算方法10
2.1控制方程/10
2.1.1NS方程/10
2.1.2雷诺平均方程与滤波方程/12
2.2计算方法/14
2.2.1WENO方法/14
2.2.2扰动方程及求解方法/19
参考文献/24
第3章高超声速边界层风洞试验技术26
3.1高超声速风洞/26
3.1.1风洞能力/27
3.1.2FD20风洞/29
3.1.3FD07风洞/30
3.1.4背景噪声测量/31
3.2边界层转捩测试技术/40
3.2.1平均/脉动热流测试技术/40
3.2.2脉动压力测试技术/42
3.2.3扰动信号的信噪比与改进技术/45
3.2.4红外热图技术/50
3.3信号分析方法/52
3.3.1奇异值分解/52
3.3.2经验模态分解/53
3.3.3小波变换/54
3.3.4互双谱分析/56
参考文献/57
第4章高超声速平板边界层59
4.1流动稳定性基本概念/59
4.1.1TS扰动波/59
4.1.2Mack模态/60
4.1.3中性曲线/60
4.1.4不稳定扰动/60
4.2Mack模态扰动波测试试验/62
4.2.1扰动模态识别/62
4.2.2扰动模态确认/63
4.2.3Mack模态扰动的调制特征/67
4.3TS波与外部扰动波的相互作用/72
4.4TS波的空间演化过程/76
4.4.1**模态扰动波/76
4.4.2第二模态扰动波/80
4.5高超声速平板边界层自然转捩过程/83
4.6高超声速边界层中的小激波结构/86
4.7高超声速湍流场生成技术/87
4.7.1强制转捩方法/87
4.7.2基于时间发展流动的湍流入口/90
4.7.3可压缩湍流生成方法的比较/93
参考文献/95
第5章高超声速圆锥边界层97
5.1圆锥边界层转捩的攻角效应/97
5.2攻角对圆锥边界层基本流的影响/98
5.3圆锥边界层的线性稳定性分析/101
5.3.1网格收敛性/101
5.3.2程序验证/104
5.3.3线性稳定性分析结果/107
5.4圆锥边界层扰动的非线性过程模拟/116
5.4.1计算模型/117
5.4.2扰动波发展演化过程/118
5.4.3条纹失稳现象/120
5.5风洞试验结果/122
5.5.1试验数据可靠性检查/123
5.5.2小攻角下圆锥边界层转捩线/124
5.5.3脉动热流信号的特征/127
5.5.4表面条纹结构/129
参考文献/135
第6章可压缩混合层137
6.1混合层流动基本概念/137
6.1.1时间发展与空间发展混合层/137
6.1.2对流输运速度与对流马赫数/138
6.1.3混合层厚度定义/138
6.2混合层的二维亚谐作用机制/139
6.3混合层的二次失稳现象/148
6.3.1混合层二次失稳现象的数值模拟结果/149
6.3.2基于同相点概念的二次失稳分析模型/150
6.4混合层扰动演化的非线性过程分析/157
6.4.1混合层非线性失稳的时空间歇现象/158
6.4.2混合层失稳现象的非线性动力学分析/161
6.5超声速混合层流动稳定性/169
6.6可压缩混合层的流动显示试验/175
6.6.1试验设备与流动显示技术/175
6.6.2KH失稳结构的显示与测量/177
6.6.3混合层三维结构的流动显示/181
6.7混合层控制原理/185
6.7.1二维扰动流动控制/188
6.7.2三维扰动流动控制/189
参考文献/190
第7章湍流应用案例192
7.1超燃冲压发动机进气道/192
7.1.1背景介绍/192
7.1.2人工转捩装置设计与风洞试验验证/196
7.2超燃冲压发动机燃烧室/200
7.2.1背景介绍/200
7.2.2低内阻光滑通道燃烧室设计及风洞直连试验验证/204
7.3钝锥再入体的飞行失稳/206
7.3.1背景介绍/206
7.3.2非对称转捩气动效应研究方法/208
7.3.3动态非对称转捩过程俯仰运动仿真模拟/209
7.3.4转捩附加动态气动力矩工程应用模型/212
参考文献/213
彩图215