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飞机气动设计 几何与优化
  • (英)安德烈·索伯斯特,亚历山大·弗雷斯特著;支超有,秦成译;冯军审 著
  • 出版社: 北京:国防工业出版社
  • ISBN:9787118109870
  • 出版时间:2017
  • 标注页数:200页
  • 文件大小:22MB
  • 文件页数:216页
  • 主题词:飞机-空气动力学

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图书目录

第1章 绪论1

第2章 几何参数化:理论和实践5

2.1 尺寸的意义5

2.1.1 外形和尺寸的分离5

2.1.2 无量纲系数7

2.2 参数化几何8

2.2.1 优化前检查10

2.3 一个好的参数化几何需要什么:三个判据12

2.3.1 简洁性12

2.3.2 健壮性12

2.3.3 灵活性12

2.4 参数化机身:几何优化权衡实例14

2.4.1 横截面参数化14

2.4.2 机身横截面优化:实例17

2.4.3 参数化三维机身21

2.5 关于固定翼类飞机几何模型的全面观察22

2.6 必要的灵活性23

2.7 设计过程中参数化几何的地位24

2.7.1 优化:目标函数的分级24

2.7.2 优化目标25

2.7.3 优化方法选择28

2.7.4 逆向设计29

第3章 曲线32

3.1 圆锥曲线和贝塞尔曲线32

3.1.1 投影几何构造的圆锥曲线32

3.1.2 参数化伯恩斯坦圆锥曲线34

3.1.3 有理圆锥曲线和贝塞尔曲线38

3.1.4 贝塞尔曲线特性39

3.2 贝塞尔样条40

3.3 Ferguson曲线42

3.4 B样条曲线46

3.5 节向量48

3.6 非均匀有理基本样条曲线49

3.7 曲线参数化在Rhino中的实现53

3.8 曲线优化54

第4章 曲面56

4.1 放样、转化和孔斯曲面56

4.2 贝塞尔曲面59

4.3 B样条和非均匀有理基本样条曲面63

4.4 自由形态变形65

4.5 曲面参数优化在Rhino中的实现71

4.5.1 非均匀有理基本样条曲面71

4.5.2 自由形态变形74

4.6 曲面优化77

第5章 翼型设计:基本原理78

5.1 定义、惯例、分类和描述78

5.2 “非分类”翼型79

5.2.1 低速翼型79

5.2.2 亚声速翼型80

5.2.3 跨声速翼型80

5.2.4 超声速机翼80

5.2.5 自然层流翼型81

5.2.6 多元机翼82

5.2.7 变形和灵活翼型83

5.3 传统翼型设计83

5.4 传统翼型定义84

5.5 传统翼型处理:实用入门86

5.6 翼型家族对应的参数87

第6章 传统翼型家族88

6.1 NACA四位数翼型88

6.1.1 单变量变厚度分布89

6.1.2 双变量弧线89

6.1.3 建立翼型90

6.1.4 命名90

6.1.5 一个缺点和两个补救方法91

6.1.6 点的分布:采样密度变化和尖峰92

6.1.7 MATLAB?实现93

6.1.8 OpenNURBS/Rhino-Python实现95

6.1.9 应用96

6.2 NACA五位数剖面98

6.2.1 三变量弧形曲线98

6.2.2 系统命名与实现99

6.3 NACA SC家族101

6.3.1 SC(2)102

第7章 翼型参数优化105

7.1 复杂变换105

7.1.1 茹科夫斯基翼型105

7.2 一对Ferguson样条线能表示一个翼型吗?107

7.2.1 简单的参数翼型107

7.3 Kulfan类和形函数变换109

7.3.1 通用翼型109

7.3.2 传统翼型变换111

7.3.3 近似精度113

7.3.4 Kulfan变换用做滤波器115

7.3.5 计算的实现117

7.3.6 优化中的类和形函数变换:全局与局部搜索119

7.3.7 捕捉翼型家族共同特性120

7.4 其他构造方法:过去、现在和未来122

第8章 平面图形参数化设计123

8.1 展弦比123

8.1.1 诱导阻力125

8.1.2 结构效应127

8.1.3 机场适应性127

8.1.4 操纵128

8.2 梢根比129

8.3 前/后掠129

8.3.1 术语129

8.3.2 跨声速飞行中的后掠131

8.3.3 超声速飞行中的后掠角133

8.3.4 前掠角134

8.3.5 变后掠135

8.3.6 后掠翼“变长”136

8.4 机翼面积137

8.4.1 机翼面积的约束137

8.5 平面图设计141

8.5.1 从草图到几何外形141

8.5.2 比例系数简介:一个设计启发和简单的例子142

8.5.3 复杂外形和附加比例系数143

8.5.4 翼展方向弦长变化144

第9章 三维机翼合成147

9.1 基本变量147

9.1.1 扭转147

9.1.2 上反角148

9.2 坐标系151

9.2.1 笛卡儿坐标系151

9.2.2 机翼边界,曲线维度151

9.3 无量纲机翼合成152

9.3.1 例子:混合盒形机翼153

9.3.2 例:混合小翼参数化157

9.4 机翼几何尺寸研究:客机机翼互换设计实例159

9.5 间接机翼几何比例165

第10章 设计灵敏性167

10.1 灵敏性分析的有限差分法167

10.2 求导算法168

10.2.1 正切前向递推169

10.2.2 逆向模式171

10.3 例:从翼型控制点求导到升力系数174

10.4 逆向设计例子179

第11章 基本翼型分析实例182

11.1 使用Python创建.dat和.in文件184

11.2 从Python运行XFOIL185

第12章 人力飞机机翼设计:气动外形优化案例研究188

12.1 限制189

12.2 平面图设计190

12.3 翼剖面设计190

12.4 优化190

12.4.1 NACA四位数机翼191

12.4.2 Ferguson样条机翼193

12.5 改进设计196

第13章 后记:拓扑学面临挑战199

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