高超声速流动数值模拟方法及应用

高超声速出版工程目录
丛书序
前言
第一章 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