空间任务飞行器减阻防热新方法及其应用

热防护技术作为空间任务飞行器亟待解决的核心关键技术之一，是飞行器面向工程实际应用时一个无法回避且必须突破的难题，它直接关系飞行器的飞行安全，该技术的突破对于实现其长航时远程打击能力提升具有重要战略意义。本书介绍了空间任务飞行器减阻防热技术的新进展，主要包括新概念迎风凹腔与逆向射流组合体技术、减阻杆与逆向射流组合体技术、新概念逆向射流技术及逆向脉冲射流与迎风凹腔组合体技术，其中新概念逆向射流技术主要包含射流喷孔形状和数量引起的流场波系结构变化，进而诱导阻力和局部热流变化。本书可作为航空航天相关专业科研人员和工程技术人员的参考书，也可作为从事高超声速飞行器防热技术研究教师和研究生的参考书。

丛书序
前言
第1章 绪论
1.1 空间任务飞行器高超声速流动中所面临的关键问题
1.2 高超声速流动中减阻防热技术现状与趋势
1.2.1 高超声速流动中减阻防热机理
1.2.2 传统减阻防热技术
1.2.3 组合式减阻防热技术
1.2.4 减阻防热优化设计技术
1.3 本章小结
参考文献
第2章 基本理论与数值方法验证
2.1 试验设计方法
2.2 优化算法
2.2.1 单目标优化算法
2.2.2 多目标优化算法
2.3 数值方法
2.3.1 流动控制方程
2.3.2 有限体积法
2.3.3 时间离散格式
2.3.4 空间离散格式
2.3.5 SST两方程湍流模型
2.4 算例验证
2.4.1 高超声速飞行器外流场
2.4.2 逆向射流
2.4.3 减阻杆
2.5 本章小结
参考文献
第3章 头部减阻防热技术在高超声速再入飞行器中的应用
3.1 迎风凹腔与逆向射流组合体减阻防热方案设计
3.1.1 物理模型和数值模拟方法
3.1.2 网格独立性分析
3.1.3 小结
3.2 迎风凹腔与逆向射流组合体性能参数研究
3.2.1 射流工作参数对组合体减阻防热性能的影响
3.2.2 来流攻角对组合体减阻防热性能的影响
3.2.3 结构参数对组合体减阻防热性能的影响
3.2.4 小结
3.3 新构型迎风凹腔与逆向射流组合体多目标设计优化
3.3.1 目标函数、设计变量及约束条件
3.3.2 试验设计方法和采样结果
3.3.3 建立近似模型和多目标设计优化
3.3.4 小结
3.4 本章小结
参考文献
第4章 组合式新概念热防护系统在高超声速再入飞行器中的应用
4.1 减阻杆与逆向射流组合体性能参数研究
4.1.1 物理模型和数值模拟方法
4.1.2 数值模拟结果分析
4.1.3 小结
4.2 减阻杆与逆向射流组合体多目标设计优化
4.2.1 目标函数
4.2.2 设计变量及其范围设置
4.2.3 试验设计方法和采样结果
4.2.4 方差分析
4.2.5 建立近似模型
4.2.6 优化算法选择
4.2.7 优化结果分析
4.2.8 小结
4.3 本章小结
参考文献
第5章 新型逆向射流方案在临近空间高超声速飞行器中的应用
5.1 逆向射流准则
5.2 新型逆向射流减阻防热机理研究
5.2.1 新型逆向射流方案设计
5.2.2 物理模型及数值计算
5.2.3 计算网格及边界条件
5.2.4 网格无关性验证
5.2.5 减阻与防热特性讨论与分析
5.2.6 流场特性分析
5.2.7 小结
5.3 等N角形减阻防热机理研究
5.3.1 等N角形逆向射流方案设计
5.3.2 射流方案及网格
5.3.3 减阻与防热特性
5.3.4 流场特性分析
5.3.5 小结
5.4 流动参数对等N角形逆向射流减阻防热特性影响
5.4.1 攻角对流场特性的影响
5.4.2 侧滑角对流场特性的影响
5.4.3 射流角对流场特性的影响
5.4.4 小结
5.5 逆向射流对钝化高超声速飞行器减阻防热影响研究
5.5.1 逆向射流在钝化乘波飞行器上的方案设计
5.5.2 逆向射流对钝化乘波飞行器性能影响
5.5.3 射流压比对钝化乘波飞行器的影响
5.5.4 来流参数对带逆喷钝化乘波飞行器的影响
5.5.5 小结
5.6 射流方式对钝化乘波飞行器性能的影响
5.6.1 方案设计
5.6.2 等流量射流
5.6.3 等马赫数射流
5.6.4 等构型射流
5.7 多孔逆向射流减阻防热机理研究
5.7.1 设计方案
5.7.2 数值方法及网格
5.7.3 性能分析
5.8 本章小结
参考文献
第6章 逆向脉冲射流及其组合体在空间任务飞行器中的应用
6.1 正弦波脉冲射流减阻防热性能研究
6.1.1 脉冲射流定义
6.1.2 数值模拟结果分析
6.1.3 小结
6.2 周期对逆向脉冲射流减阻防热性能的影响
6.2.1 不同周期脉冲射流定义
6.2.2 数值模拟结果分析
6.2.3 小结
6.3 波形对逆向脉冲射流减阻防热性能的影响
6.3.1 不同波形脉冲射流定义
6.3.2 数值模拟结果分析
6.3.3 小结
6.4 逆向脉冲射流与迎风凹腔组合构型研究
6.4.1 模型构建及数值模拟
6.4.2 数值模拟结果分析
6.4.3 小结
6.5 本章小结
参考文献