高超声速飞行器气动外形设计课件1

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1、高超飞行器气动设计原理李春娜陕西省西安市友谊西路127号249信箱，邮编：710072Email：chunnali@nwpu.edu.cn西北工业大学航天学院第一章引论1Motivation为什么要进行气动设计？第一章引论2Motivation为什么要进行气动设计？瞬时速度分布Source:Website平均速度第一章引论3Motivation为什么要进行气动设计？Source:Website第一章引论4Motivation为什么要进行气动设计？Source:Website第一章引论5Motivation为什么要进行气动设计？Source

2、:Website第一章引论6Motivation为什么要进行气动设计？Source:Website第一章引论7Motivation为什么要进行气动设计？（提供良好气动特性）试验得到翼型系列H.F.Phillips的翼型专利层流翼型高升力翼型第一章引论8Motivation为什么要进行气动设计？（提供良好气动特性）Source:Website第一章引论9Motivation为什么要进行气动设计？（提供良好的控制作用）Source:Website第一章引论10Motivation为什么要进行气动设计？（提供良好的控制作用）Source:Web

3、site第一章引论11Motivation为什么要进行气动设计？（提供隐身性能）Source:Website第一章引论12Motivation为什么要进行气动设计？（抑制危害）Source:Website第一章引论13学习线路图高超声速原理和流动特征引论高超声速飞行器典型气动布局弹道式探测器/返回舱轴对称旋成体弹道-升力式返回舱高超飞行器典型翼身融合体导弹气动外形设计升力体乘波体前体/进气道设计高超飞行器气动后体/尾喷管设计一体化设计隔离段设计燃烧室设计牛顿方法高超声速气动力工程预测方法切楔/切锥方法高超声速气动高超声速CFD求

4、解技术激波-膨胀波方法分析方法高超声速气动热工程预测方法优化基本理论基于梯度的优化算法飞行器气动优化非线性优化方法介绍无梯度线性搜索算法现代智能优化算法设计约束优化问题多目标优化第二章高超飞行器典型气动外14形设计安排及要求课程目标：学习典型高超声速气动外形设计时要考虑的因素掌握高超声速气动分析方法了解如何利用优化方法求解气动优化问题考察方式：开卷考试（完成分析报告+部分试题）第一章引论15参考书目•高超声速飞行器空气动力学，黄志澄•高超声速飞行器技术，蔡国飚等•SelectedAerothermodynamicDesignP

5、roblemsofHypersonicFlightVehicles,E.H.Hirschel(高超声速飞行器气动热力学设计问题精选)•FundamentalsofAerodynamics,J.D.Anderson•HypersonicandHigh-TemperatureGasDynamics,J.D.Anderson•ComputationalFluidDynamics,J.D.Anderson•CompressibleFluidFlow,J.D.Anderson•飞行器优化设计，段德高第一章引论16第一章引论1.1高超声速原理和流动特

6、征1.2高超飞行器空气动力学发展1.3空气动力学研究方法1.4高超声速飞行器典型气动布局第一章引论171.1高超声速原理和流动特征什么是高超声速？第一章引论181.1高超声速原理和流动特征根据马赫数划分的机制①低速流动（Ma<0.3）流体压缩性的定义：1??---不可压缩流动?≡−???另一种定义：??<5%?Source:Website流动特点：流体密度被认为是常量。第一章引论191.1高超声速原理和流动特征根据马赫数划分的机制②亚音速流动（0.3

7、于音速的流Source:FundamentalsofAerodynamics,Anderson动。第一章引论201.1高超声速原理和流动特征根据马赫数划分的机制③跨音速流动（0.8

8、否有物体并不预知，直至遇到激波；2）激波前后的流动都是超音速；Source:FundamentalsofAerodynamics,Anderson3）与亚音速流动相比，其物理特性和数学特性都存