非線性物理分析及飛行器的動態(tài)運(yùn)動問題 (第二版)
《非線性物理分析及飛行器的動態(tài)運(yùn)動問題 (第二版)》介紹了非線性動力學(xué)的若干基本知識及其在流體力學(xué)中的應(yīng)用。作者以非線性物理分析為基礎(chǔ)，利用連續(xù)、稀薄氣體流動和飛行力學(xué)運(yùn)動耦合的數(shù)值方法研究氣動力的規(guī)律和飛行器所描述的運(yùn)動發(fā)展的形態(tài)，對飛行器俯仰、滾動單自由度，俯仰和滾動耦合的雙自由度，俯仰、滾動與偏航三自由度以及六自由度耦合的動態(tài)穩(wěn)定性做了分析和計(jì)算，給出了高空高超聲速飛行器的動穩(wěn)定性判則，并進(jìn)行了驗(yàn)證。這些結(jié)果將推動高超聲速飛行器的研制。
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目錄
前言
第1章 引論 1
第2章 臨界點(diǎn)理論的定態(tài)解及二維分離流動流場結(jié)構(gòu) 6
2.1 自治動力系統(tǒng)的臨界點(diǎn)理論 6
2.1.1 一次近似條件下的形態(tài) 7
2.1.2 非線性情況下的形態(tài) 10
2.2 二維分離流動流場結(jié)構(gòu)的研究 11
2.2.1 流場內(nèi)鞍點(diǎn)或中心點(diǎn)規(guī)律 11
2.2.2 邊界鞍點(diǎn)規(guī)律 15
參考文獻(xiàn) 17
第3章 定態(tài)解的分叉及物面流態(tài)的分叉 18
3.1 分叉的概念 18
3.2 物面流態(tài)的分叉 31
3.2.1 表面極限流線的概念 31
3.2.2 背風(fēng)子午線附近流態(tài)分叉的研究 34
參考文獻(xiàn) 38
第4章 Hopf分叉及飛行器單自由度振動的極限環(huán) 39
4.1 極限環(huán)的概念 39
4.2 與極限環(huán)有關(guān)的幾個(gè)定理 40
4.3 Hopf分叉定理 41
4.4 飛行器單自由度系統(tǒng)振動的極限環(huán) 42
參考文獻(xiàn) 45
第5章 混沌或奇異吸引子及激波振蕩的倍周期現(xiàn)象 46
5.1 混沌的概念 46
5.2 保守系統(tǒng)和耗散系統(tǒng)中的混沌 50
5.2.1 保守系統(tǒng)的混沌 50
5.2.2 耗散系統(tǒng)的混沌 52
5.3 通向混沌的道路 56
5.3.1 倍周期道路 56
5.3.2 準(zhǔn)周期道路 58
5.3.3 間歇道路 59
5.4 激波計(jì)算中出現(xiàn)的倍周期現(xiàn)象 60
參考文獻(xiàn) 64
第6章 非線性非定常動態(tài)穩(wěn)定問題 65
6.1 引言 65
6.2 穩(wěn)定性分析需要做的準(zhǔn)備工作 66
6.3 穩(wěn)定性分析中矩陣特征方程分析法 67
6.4 李雅普諾夫指數(shù)σi判則 69
6.5 兩個(gè)判則的應(yīng)用和比較 70
參考文獻(xiàn) 75
第7章 飛行器單自由度俯仰或搖滾的動穩(wěn)定性研究 76
7.1 引言 76
7.2 理論分析 77
7.2.1 飛船返回艙作俯仰振蕩的數(shù)學(xué)描述 77
7.2.2 飛船返回艙作俯仰振蕩運(yùn)動的定性理論分析 81
7.2.3 后掠三角翼、雙三角翼滾轉(zhuǎn)動力行為的分析 86
7.3 理論的驗(yàn)證 87
7.3.1 與已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果(日本的軌道再入試驗(yàn)飛船、三角翼搖滾實(shí)驗(yàn))的對比 87
7.3.2 與數(shù)值模擬結(jié)果(日本軌道再入試驗(yàn)飛船、類聯(lián)盟號飛船、后掠三角翼)的對比 90
7.4 小結(jié) 98
參考文獻(xiàn) 99
第8章 飛行器多自由度動力學(xué)方程及流動方程的分析耦合數(shù)值模擬 100
8.1 關(guān)于飛行動力學(xué)方程 100
8.1.1 姿態(tài)角(ψ，θ，γ) 100
8.1.2 攻角α，側(cè)滑角β 102
8.1.3 運(yùn)動學(xué)方程 103
8.1.4 動力學(xué)方程 104
8.2 非定常流動支配方程 108
8.3 網(wǎng)格生成 114
8.3.1 非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格的生成 114
8.3.2 動網(wǎng)格生成技術(shù) 117
8.4 動網(wǎng)格下的有限體積方法 119
8.5 湍流模型問題 123
8.6 運(yùn)動與流動耦合的數(shù)值過程 124
參考文獻(xiàn) 124
第9章 強(qiáng)迫俯仰拉起的滾動問題 127
9.1 引言 127
9.2 俯仰拉起速度已知、滾動運(yùn)動耦合的動穩(wěn)定性 129
9.3 小結(jié) 132
參考文獻(xiàn) 133
第10章 偏航為零時(shí)俯仰與滾動耦合的穩(wěn)定性分析 135
10.1 引言 135
10.2 出發(fā)方程 136
10.3 數(shù)值模擬計(jì)算問題 141
10.4 小結(jié) 144
參考文獻(xiàn) 146
第11章 飛行器俯仰、偏航、滾動三自由度耦合的動穩(wěn)定性初步研究 148
11.1 引言 148
11.2 基本方程 148
11.3 穩(wěn)定性分析 153
11.3.1 特征值分析方法 153
11.3.2 李雅普諾夫指數(shù)法 157
11.3.3 特征值理論的李雅普諾夫指數(shù) 162
11.4 約束力的貢獻(xiàn) 166
11.4.1 特征值分析方法 169
11.4.2 李雅普諾夫指數(shù)法 171
11.5 小結(jié) 174
參考文獻(xiàn) 175
附錄 176
后記 192
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