无人机螺旋桨的空气动力学设计

   螺旋桨动力系统是无人机最常见的动力系统形式之一。本书重点针对中小型无人机的特点，介绍螺旋桨的基本理论与设计方法，主要内容包括：螺旋桨基本理论、翼型与螺旋桨的关系、无人机螺旋桨的设计与优化、无人机螺旋桨性能计算和风洞试验研究方法，以及涵道螺旋桨设计方法等。基于翼型的性能特点体现螺旋桨的性能特点，本书强调先选择合适的翼型，再紧密结合优化设计方法设计得到高性能的螺旋桨外形。本书从基本原理出发，结合现代数值方法与试验方法，采用由浅入深、理论结合实践的方式进行介绍，知识系统性强，容易理解。

本书适合从事螺旋桨空气动力学设计与研究工作的读者，也可作为普通高等院校相关专业的参考书，以及供无人机爱好者参考使用。

前言
第1章螺旋桨概述
1.1螺旋桨的组成与分类
1.2螺旋桨的动量方程
1.3螺旋桨的能量方程
1.4螺旋桨的理想效率
第2章翼型与螺旋桨
2.1叶素与速度三角形
2.2翼型的参数
2.2.1翼型的几何参数
2.2.2翼型的空气动力学参数
2.3螺旋桨设计中对翼型的要求
2.3.1螺旋桨的常用翼型
2.3.2对翼型的一般要求
2.3.3对翼型的特殊要求
2.3.4翼型性能对螺旋桨性能的影响
2.4螺旋桨相似准则
2.4.1螺旋桨相似准则的推导
2.4.2螺旋桨相似准则的物理意义
2.4.3螺旋桨相似准则的应用
第3章无人机螺旋桨初步设计方法与实例
3.1螺旋桨设计条件的确定
3.1.1飞行（器）条件
3.1.2发动机系统条件
3.1.3螺旋桨本体条件
3.2应用Betz条件初步设计螺旋桨的方法
3.2.1螺旋桨设计中的Betz条件
3.2.2应用Betz条件的基本公式
3.3设计实例
3.3.1设计参数与要求
3.3.2应用Betz条件的设计
3.3.3设计结果的表示
3.3.4检查与校核
第4章螺旋桨性能计算
4.1螺旋桨性能计算的基本概念
4.1.1绝对运动中的速度和加速度
4.1.2相对运动中的速度和加速度
4.1.3基本方程
4.2基于涡格法的螺旋桨性能计算
4.2.1传统的涡格法
4.2.2改进的涡格法
4.3基于求解N-S方程的螺旋桨性能计算
4.3.1用于流场求解的控制方程
4.3.2边界条件与初始条件
4.3.3湍流模型
4.3.4旋转坐标系与交界面
4.3.5N-S方程的数值求解方法
第5章无人机螺旋桨优化设计
5.1螺旋桨优化设计方法简介
5.2基于遗传算法的优化设计
5.2.1遗传算法
5.2.2基于涡格法的遗传算法寻优
5.3基于代理模型的遗传算法寻优
第6章螺旋桨的风洞试验
6.1螺旋桨风洞试验的分类
6.2风洞试验的装置
6.2.1空气动力天平简介
6.2.2试验装置
6.3风洞试验数据的修正
6.4风洞试验方案的确定与试验的典型步骤
6.4.1确定风洞试验方案时需要考虑的其他因素
6.4.2关于螺旋桨试验效率大于1的问题
6.4.3风洞试验的典型步骤
第7章涵道螺旋桨设计方法
7.1涵道螺旋桨的快速设计方法
7.1.1动量理论
7.1.2螺旋桨桨叶设计过程
7.1.3初始涵道数据
7.1.4试验验证
7.2桨尖间隙对涵道螺旋桨性能的影响
7.2.1地面试验与数值模拟方法
7.2.2结果分析与讨论
7.3涵道螺旋桨推力矢量新方法
7.3.1关于16H-1的研究
7.3.2X-49气动性能的数值模拟研究
7.3.3一种新型VTDP系统的概念设计
7.3.4三种VTDP系统性能的对比
第8章螺旋桨设计研究中的其他问题
8.1螺旋桨与噪声
8.1.1相关概念及螺旋桨的发声机理
8.1.2螺旋桨气动声学的数值计算
8.1.3螺旋桨气动声学的试验研究
8.2对转螺旋桨
8.3螺旋桨与发动机的匹配
8.3.1活塞式发动机的工作性能
8.3.2螺旋桨与发动机匹配的作图法
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