高超声速曲面压缩进气道及其反设计

全书共分十章，第1章从高超声速进气道的发展简史，引出曲面压缩概念；第2章是曲面压缩系统气动力学基础问题简化求解方法；第3章介绍几种二维弯曲激波曲面压缩面的正向设计方法；第4章介绍第一类反设计，即由出口气流参数分布逆流向设计压缩流道的过程。第5章集中介绍第二类反设计的详细流程，即指定压缩面压强或马赫数分布设计弯曲激波曲面压缩系统；第6章介绍内转进气道各种轴对称基准流场的第二类反设计方法；第7章是曲面压缩高超声速二维、轴对称、三维侧压和内转进气道的设计方法和设计实例；第8章介绍自适应变几何弹性曲面压缩进气道新概

张堃元，南京航空航天大学能源与动力学院教授，博士生导师。《推进技术》编委，国家某重大专项进排气系统咨询专家。长期从事超高超声速进气道流动、尾喷管流动及自耦合射流控制研究。作为国内率先研究冲压发动机的少数专家之一，在冲压发动机及高超声速进排气方面享有较高的声誉，并获得国内外专家同行的一致推崇。

第1章 概述 1.1 高超声速进气道发展的简要历程 1.2 弯曲激波-曲面压缩概念和新的设计理念 1.3 高超声速进气道的性能评估 1.4 本书的主要内容 第2章 二维弯曲激波曲面压缩流场的计算与分析方法 2.1 二维弯曲激波压缩流场的近似计算方法 2.1.1 基本流动单元下游参数的计算 2.1.2 弯曲激波压缩流场近似计算 2.2 基于流动控制方程的分析 2.3 采用特征线法计算流场 第3章 二维弯曲激波曲面压缩型面的正设计方法 3.1 二次函数形式的二维曲面压缩型面 3.1.1 设计方法 3.1.2 压缩性能分析 3.2 指定壁面角度变化规律的压缩型面 3.2.1 设计方法 3.2.2 压缩性能分析 3.3 等熵压缩型面的坐标变换 3.3.1 设计方法 3.3.2 变换后的流场特征 3.3.3 同常规等熵压缩几何方式截短压缩面的对比 第4章 指定出口气动参数的压缩通道反设计 4.1 根据出口气动参数反设计的基本构思 4.2 二维曲面压缩通道反设计方法与实验验证 4.2.1 给定出口参数的反设计方法 4.2.2 二维曲面压缩通道反设计的试验验证 4.3 多道弯曲激波的反设计 4.3.1 两道弯曲激波 4.3.2 三道弯曲激波 4.4 三维通道的反设计 第5章 指定壁面气动参数的弯曲激波压缩型面反设计 5.1 反设计方法 5.2 指定壁面压强分布的弯曲压缩型面 5.2.1 压强分布的设定 5.2.2 压缩性能分析 5.2.3 性能优化 5.3 指定壁面马赫数分布的压缩型面 5.3.1 指定壁面马赫数分布的意义 5.3.2 性能分析 5.4 壁面不同气动参数组合的压缩型面 5.4.1 设计方法 5.4.2 组合压缩面气动性能分析 第6章 指定壁面气动参数的轴对称基准流场反设计 6.1 从气动参数分布到壁面造型的设计方法 6.2 等压力梯度轴对称基准流场参数分析 6.2.1 前缘压缩角δ的影响分析 6.2.2 中心体半径的影响分析 6.3 二次曲线压强分布的基准流场 6.3.1 二次曲线压升规律 6.3.2 基准流场的存在条件 6.3.3 系数 a的影响 6.3.4 系数b的影响 6.4 反正切曲线压升规律基准流场 6.4.1 几种压升规律基准流场的对比 6.4.2 反正切曲线压升规律参数化研究 6.4.3 反正切曲线压升规律基准流场研究小结 6.5 反正切马赫数分布的轴对称基准流场研究 6.5.1 典型马赫数分布规律的基准流场比较 6.5.2 反正切马赫数分布的基准流场特征 6.5.3 反正切马赫数分布的基准流场参数化研究 6.5.4 反正切马赫数分布的基准流场敏感度分析 6.5.5 反正切马赫数分布的基准流场优化设计 6.6 采用新型中心体构型减弱反射波 6.6.1 下凹圆弧型中心体 6.6.2 弥散反射激波中心体的基准流场设计 6.7 给定激波配置的马赫数分布可控轴对称基准流场 6.7.1 给定激波配置的“两波三区”基准流场设计与特征 6.7.2 双弯曲入射激波基准流场设计方法 第7章 高超声速弯曲激波压缩进气道的反设计与试验 7.1 三段压升反设计曲面压缩二维进气道 7.1.1 进气道设计方法 7.1.2 进气道模型风洞试验 7.2 全流道压升反设计曲面压缩二维进气道 7.2.1 设计方法 7.2.2 进气道模型风洞试验 7.3 三段压升反设计曲面压缩轴对称进气道 7.3.1 设计方法 7.3.2 进气道模型风洞试验 7.4 等马赫数梯度反设计曲面压缩侧压式进气道 7.4.1 设计方法 7.4.2 进气道模型风洞试验 7.5 反正切压升反设计曲面压缩矩形转圆内转进气道 7.5.1 进气道设计方法 7.5.2 进气道模型风洞试验 7.6 四波四区反设计曲面压缩内转进气道 7.6.1 进气道设计方法 7.6.2 进气道模型风洞试验 第8章 高超声速自适应变几何曲面压缩进气道概念 8.1 几种可控变形的弹性曲面压缩进气道方案研究 8.1.1 反馈式供气单压力腔驱动可控变形方案 8.1.2 多点驱动可控变形方案 8.1.3 反馈式单压力腔+单点驱动可控变形方案 8.1.4 弹性压缩面自适应无源控制概念研究 8.2 可控弹性变形曲面压缩面的初步试验研究 8.2.1 可控弹性变形曲面压缩面 8.2.2 记忆合金驱动效果的试验研究 第9章 高超声速进气道的阻力特性和减阻分析 9.1 进气道阻力的一维流理论分析 9.1.1 进气道的阻力构成 9.1.2 进气道附加阻力 9.1.3 进气道阻力的一维分析和最小可能的阻力 9.2 进气道阻力的数值分析 9.2.1 典型二维进气道的压阻和摩阻 9.2.2 典型轴对称进气道内部阻力的分配 9.2.3 基准侧压式进气道的内部阻力 9.2.4 曲面压缩侧压式进气道的内部阻力分析 9.2.5 侧压式进气道侧板的“附加推力” 9.3 有无激波的Ma 2.5平板摩阻测量 9.3.1 试验模型设计和摩阻测量方法 9.3.2 摩阻测量结果 9.4 曲面压缩侧压式进气道减阻试验研究 9.4.1 曲面压缩减阻进气道设计 9.4.2 曲面压缩低阻进气道模型风洞试验对比 9.5 进气道减阻设计的一些初步认识 第10章 曲面压缩的发展及其应用展望 10.1 超声速/高超声速气流曲面压缩特点总结 10.2 超声气流曲面压缩的展望 结束语 参考文献