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激光控制高超声速波系结构新方法


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激光控制高超声速波系结构新方法
  • 书号：9787030566737
    作者：王殿恺
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：
    字数：225000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2018-03-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥78.00元
    售价： ￥61.62元
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本书针对高超声速学科领域比较新颖的等离子体主动流动控制研究方向，充分利用激光方向性好、功率密度高、开启速度快、可控性强等优点，通过激光与激波耦合作用，对飞行器的流场进行重构，进而达到控制飞行效能的目的。选题是气体动力学和激光应用的新的交叉学科前沿，研究内容涉及当前高超声速学科领域研究的热点和难点问题，建立了可严格时序同步控制的高超声速流动控制脉冲实验平台，结合高精度的非侵入式测量方法，揭示了激光等离子体控制高超声速波系结构的机理，提出了决定激光能量与高超声速流场相互作用的无量纲因子，具有较高的理论价值和潜在的应用前景。
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    《博士后文库》序言
    前言
    第1章 绪论 1
    1.1 高超声速飞行器的流动控制概念 1
    1.2 国内外研究现状 4
    1.2.1 控制弓形激波 4
    1.2.2 控制Ⅳ型激波干扰 7
    1.2.3 控制进气捕获 9
    1.2.4 控制边界层 12
    1.2.5 控制马赫反射结构 15
    1.3 研究现状分析 18
    1.3.1 研究工作总结 18
    1.3.2 研究趋势及建议 18
    1.4 本书研究内容 19
    第2章 激光控制高超声速流场的研究方法 21
    2.1 数值计算方法 21
    2.1.1 控制方程和计算方法 21
    2.1.2 能量沉积模型 22
    2.1.3 程序验证 24
    2.2 实验研究方法 27
    2.2.1 高超声速激波风洞 27
    2.2.2 黑白和彩色纹影测量系统 31
    2.2.3 压力测量系统 35
    2.2.4 激光能量加注系统 36
    2.2.5 时序同步控制系统 37
    2.3 小结 39
    第3章 激光减阻机理与方法 40
    3.1 钝头体模型和计算方法 40
    3.2 单脉冲激光能量与弓形激波相互作用机制 42
    3.2.1 流场演化过程 42
    3.2.2 降低压力和温度效果评估 44
    3.3 高重频激光减阻过程 47
    3.4 关键因素对减阻的影响 49
    3.4.1 激光频率对减阻性能的影响 49
    3.4.2 关键无量纲因子的提炼 54
    3.4.3 能量注入位置对减阻性能的影响 57
    3.4.4 能量注入大小对减阻性能的影响 60
    3.4.5 来流马赫数对减阻性能的影响 64
    3.5 小结 65
    第4章 激光能量控制Ⅳ型激波干扰 67
    4.1 计算模型和六类激波干扰特性 67
    4.1.1 Ⅰ型激波干扰 69
    4.1.2 Ⅱ型激波干扰 71
    4.1.3 Ⅲ型激波干扰 73
    4.1.4 Ⅳ型激波干扰 76
    4.1.5 Ⅴ型激波干扰 77
    4.1.6 Ⅵ型激波干扰 80
    4.2 沉积单脉冲激光能量控制Ⅳ型激波干扰 83
    4.2.1 流场演化过程 83
    4.2.2 激光能量对驻点压力和温度的影响 85
    4.3 沉积高频率激光能量控制Ⅳ型激波干扰 87
    4.3.1 流场演化过程 88
    4.3.2 能量注入位置对控制效果的影响 90
    4.3.3 能量注入大小对控制效果的影响 92
    4.4 小结 94
    第5章 激光能量形成的虚拟唇口 96
    5.1 进气道模型和参数定义 96
    5.1.1 进气道模型及尺寸 96
    5.1.2 进气道性能定义 98
    5.2 来流马赫数低于设计马赫数对进气道性能的影响 99
    5.3 虚拟唇口的形成和作用机制 102
    5.4 连续激光能量注入形成的虚拟唇口 104
    5.4.1 等离子体区域体积一定时不同激光功率对控制效果的影响 104
    5.4.2 进气道来流捕获率控制效果与激光注入区域体积的关系 109
    5.4.3 激光能量注入位置对控制效果的影响 113
    5.5 脉冲激光能量注入参数的优化 127
    5.5.1 能量注入位置对进气捕获的影响 127
    5.5.2 能量注入大小对进气捕获的影响 130
    5.5.3 不同来流马赫数下的控制方案 132
    5.6 小结 135
    第6章 激光控制激波反射结构 137
    6.1 进气道双尖楔简化构型 137
    6.2 脉冲激光控制激波反射结构原理 140
    6.3 关键参数对反射结构控制的影响 144
    6.3.1 激光注入位置对控制效果的影响 145
    6.3.2 激光能量大小对控制效果的影响 150
    6.3.3 来流马赫数对控制效果的影响 152
    6.4 实验研究结果 153
    6.5 小结 155
    参考文献 157
    编后记 165
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