《战术导弹空气动力学 下 预估方法》

第15章战术导弹的阻力1

符号1

15.1引言2

15.2弹身阻力6

15.2.1摩擦阻力7

15.2.2亚声速前弹身压差阻力8

15.2.3跨声速前弹身压差阻力9

15.2.4超声速前弹身压差阻力13

15.2.5底部阻力15

15.3翼片阻力18

15.3.1摩擦阻力19

15.3.2亚声速压差阻力19

15.3.3跨声速压差阻力20

15.3.4超声速压差阻力21

15.3.5钝前缘和钝后缘阻力23

15.3.6有攻角时的阻力24

15.4进气道阻力27

15.4.1数据库28

15.4.2其它程序30

第16章轴对称弹体阻力预估方法35

符号35

16.1引言36

16.2轴对称弹体波阻36

16.2.1跨／超声速面积律39

16.2.2二阶超声速流动理论44

16.2.3全位势计算跨声速前体阻力47

16.3羽流-船尾干扰分区流动方法48

16.3.1Kost-Chapman分区流动模型49

16.3.2底排对后体阻力影响51

16.4结束语56

第17章超声速导弹气动加热分析引论59

符号59

17.1引言60

17.1.1现代导弹特性60

17.1.2传热过程61

17.1.3流场63

17.2气动加热的基本参数64

17.2.1传热率64

17.2.2传热系数64

17.2.3恢复温度64

17.2.4斯坦顿数65

17.2.5雷诺相似因子65

17.2.6参考温度67

17.2.7可压缩到不可压缩的变换67

17.3基本工程方法68

17.3.1驻点区的方法69

17.3.2近头部区域的方法71

17.3.3远离驻点区域的方法71

17.3.4一般数据相关性参数72

17.3.5锥形表面上的气动加热73

17.3.6熵变化效应74

17.3.7穿过交界点的传热75

17.3.8非等温壁效应76

17.3.9向飞行条件外推的方法77

17.3.10计算流体力学77

17.4在相互作用流场中的加热80

17.4.1二维干扰81

17.4.2后掠激波干扰83

17.4.3圆柱前面的传热85

17.4.4在实际导弹设计中方法的应用87

17.5风洞试验93

17.5.1试验方法93

17.5.2超声速传热试验设备98

17.5.3恢复温度测量100

17.5.4模型尺度对气动加热的影响102

17.5.5冷风洞中传热测量105

第18章从小攻角到大攻角导弹工程分析的部件组拆方法112

符号112

18.1引言114

18.2NACA Report 1307方法117

18.2.1弹翼-弹身干扰117

18.2.2弹翼-尾翼干扰120

18.3当量攻角方法121

18.3.1零滚转角的线性表示121

18.3.2有滚转角时125

18.3.3涡影响的确定128

18.3.4调整翼片间干扰计入马赫数影响129

18.3.5大攻角的公式130

18.4部件特性预估134

18.4.1相似律135

18.4.2单独弹身136

18.4.3单独弹翼139

18.5涡的表示145

18.5.1体涡145

18.5.2翼涡150

18.5.3涡的迁移150

18.6高横流马赫数对部件干扰的影响151

18.6.1数据的讨论151

18.6.2当量攻角方法的修改156

18.7结束语158

第19章非圆形弹体导弹的分析和实验方法167

符号167

19.1细长体理论168

19.1.1分析168

19.1.2非圆形弹体的解析解170

19.1.3数值解171

19.1.4翼-体干扰因子172

19.2横流方法173

19.2.1方法的原理173

19.2.2推广到非圆形弹体的方法176

19.2.3横流阻力数据177

19.2.4横流阻力比例因子182

19.2.5横流方法的改进182

19.2.6俯仰-偏航耦合186

19.3其他方法187

19.3.1牛顿方法187

19.3.2部件组拆方法188

19.3.3其他方法189

19.4实验数据和比较189

19.4.1数据库189

19.4.2前体190

19.4.3弹体202

19.4.4布局203

19.5结束语209

19.5.1单独弹体209

19.5.2布局209

第20章弹体涡脱落和示踪的涡云模型219

符号219

20.1引言221

20.2历史背景223

20.3分析方法225

20.3.1弹体模型225

20.3.2保角变换228

20.3.3流动模型231

20.3.4旋涡轨迹235

20.3.5表面压力分布235

20.3.6分离236

20.3.7尾迹模型238

20.3.8力和力矩242

20.4结果244

20.4.1亚声速流244

20.4.2超声速流260

20.5结束语268

第21章有涡影响的面元法和非线性压缩性修正276

符号276

21.1引言277

21.2技术描述279

21.2.1超声速面元和线奇性方法279

21.2.2翼片边缘涡的特性281

21.2.3涡迹和涡诱导的影响287

21.2.4后体涡脱落模型290

21.2.5用于计算压力系数的激波-膨胀波理论／线化理论组合和牛顿理论／线化理论组合291

21.2.6用来估算与超声速二元进气道有关的附加力和外流场的面元方法296

21.2.7线化理论计算流场的非线性修正300

21.3算例及与试验数据的比较305

21.3.1作用在TF-4风洞模型上的力和力矩305

21.3.2对作用在弹翼上的压力分布进行非线性压缩性的修正310

21.3.3超声速二元进气道316

21.3.4机身和机翼的流场321

21.4结束语323

第22章用于导弹弹体分析的超声速全位势方法328

符号328

22.1引言329

22.1.1NCOREL和SIMP全位势程序的比较332

22.1.2 NCOREL和SIMP程序结果的比较336

22.2弹体上的非线性气动力效应339

22.2.1一般方法339

22.2.2横截面几何形状的影响341

22.2.3纵向几何形状的影响344

22.2.4轴向力分析347

22.2.5NCOREL的应用348

22.3 SIMP的应用356

22.4结束语361

第23章空间推进Euler解算器367

符号367

23.1引言368

23.2定常超声速流的数值方法371

23.2.1定常超声速流的Euler方程371

23.2.2数值格式374

23.2.3边界条件379

23.2.4网格生成383

23.3战术导弹计算方法385

23.3.1超声速弹翼进气道尾翼386

23.3.2分区Euler解算器387

23.4结果388

23.4.1单独弹体和单独弹翼388

23.4.2弹体-弹翼和弹体-尾翼模型396

23.4.3弹体-尾翼导弹的尾翼法向力409

23.4.4弹体-弹翼-尾翼外形410

23.5分离模型414

23.6结束语420

第24章亚、跨声速绕流的Euler方程、N-S方程时间渐近解法428

符号428

24.1引言429

24.2技术概述430

24.3分块网格生成431

24.4流动解算器432

24.4.1流体动力学方程432

24.4.2隐式算法433

24.4.3无粘通量的计算435

24.4.4边界条件437

24.5网格生成的应用445

24.5.1孤立弹446

24.5.2多个相互干扰的有翼弹体447

24.5.3机翼-挂架-外挂物外形452

24.6计算结果457

24.6.1孤立弹457

24.6.2多个相互干扰的有翼弹体466

24.6.3机翼-挂架-外挂物外形477

24.6.4粘性解484

24.7结束语486

第25章导弹三维边界层490

符号490

25.1引言491

25.2方程、边界条件和湍流模型493

25.2.1边界层方程496

25.2.2湍流模型500

25.2.3变换方程502

25.2.4小结505

25.3求解方法506

25.4结果和讨论512

25.4.1绕圆锥层流流动513

25.4.3绕圆锥湍流流动516

25.4.3绕椭球层流流动519

25.4.4绕椭球湍流流动526

25.5结束语531

第26章细长构形绕流的N-S分析541

符号541

26.1引言542

26.2控制方程543

26.3空间差分549

26.3.1无粘通量的差分概念549

26.3.2粘性剪切通量的离散556

26.4时间差分556

26.4.1近似因式分解方法558

26.4.2松弛方法561

26.4.3混合方法563

26.4.4收敛加速563

26.5初始条件和边界条件565

26.6网格问题565

26.7湍流和转捩的模拟568

26.8应用571

26.8.1三角翼573

26.8.2双三角翼582

26.8.3圆锥583

26.8.4椭球590

26.8.5正切尖拱头-圆柱体594

26.8.6导弹和弹丸604

26.8.7飞机前机身608

26.9结束语614

第27章排气羽流及其与导弹构形干扰的一种新见解632

27.1引言632

27.2战术导弹排气羽流的特性636

27.2.1常规战术导弹排气羽流场动力学636

27.2.2羽流热化学639

27.2.3二相流动过程644

27.2.4广义二相流动方程648

27.2.5湍流现象／单相流650

27.2.6湍流现象／二相流659

27.3羽流与导弹构形干扰的分区-部件模型的模拟660

27.3.1分区-部件羽流模型660

27.3.2超声速飞行时羽流与导弹构形的干扰669

27.4羽流与导弹构形干扰的N-S程序的模拟684

27.4.1概述684

27.4.2FNS方法的新进展686

27.4.3 PNS方法的新进展690

27.4.4 PARCH FNS程序与气相方程693

27.4.5矩阵分裂法695

27.4.6 PARCH中的数值方法696

27.4.7化学组分与反应速率动力学算法697

27.4.8多相流性能697

27.4.9 SCHAFT PNS程序概述699

27.4.10对战术导弹／构形干扰RNS程序有效性验证的观察结果700

27.4.11 PARCH及SCHAFT程序的有效性验证研究701

27.4.12喷流干扰的基本研究703

27.4.13 PARCH/RN火箭喷管研究716

27.4.14战术导弹构形／羽流干扰的研究718

27.5结束语724

作者索引743