高超聲速巳成為空氣動力學研究的熱點之一�；诟叱曀亠w行的很多研究工作，迫切地期望地面試驗設備能夠逼真地模擬真實飛行環(huán)境。本書系統(tǒng)地討論了一類重要的高超聲速地面模擬設備——自由活塞激波風洞，該設備能夠產生髙焓高密度的試驗氣流，為高超聲速飛行器提供更為逼真的繞流流場和熱環(huán)境數據。本書首先介紹了自由活塞激波風洞一般特征，然后對該設備所涉及的重活塞運動、激波管流動、熱/化學非平衡噴管流，以及氣動設計等重要問題進行了細致的闡述與研究。
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高超聲速出版工程目錄
叢書序
前言
第1章 自由活塞激波風洞概述/1
1.1 自由活塞激波風洞的發(fā)展和模擬能力/1
1.1.1 自由活塞激波風洞的興起/1
1.1.2 不同驅動方式的激波風洞/3
1.1.3 重要的自由活塞激波風洞/7
1.2 自由活塞激波風洞基本結構與運行原理/17
1.3 高焓流動的特征與模擬/21
1.3.1 再入過程中的真實氣體效應/21
1.3.2 雙尺度律/25
1.3.3 推進試驗/29
1.3.4 高焓流動的模擬策略/37
1.4 自由活塞激波風洞的局限/40
1.4.1 基本情況/40
1.4.2 污染與輻射/42
1.4.3 流動的特征/45
1.5 直通型風洞與膨脹管風洞/48
1.5.1 直通型風洞/48
1.5.2 膨脹管風洞/48
參考文獻/51
第2章 活塞運動與控制/59
2.1 活塞的運動/59
2.1.1 膜片打開之前活塞的控制方程/59
2.1.2 膜片打開之后活塞的控制方程/61
2.1.3 混合氣體的熱力學參數及補充說明/65
2.2 臨界速度和常壓力驅動時間/67
2.2.1 臨界速度/67
2.2.2 常壓力驅動時間/68
2.3 常壓力驅動時間的深入研究/70
2.4 調諧操作/74
2.4.1 調諧操作的概念/74
2.4.2 一個簡單的軟著陸模型/75
2.4.3 軟著陸和調諧操作的實現/78
2.4.4 活塞的密封與速度的測量/81
2.5 膜片逐步打開過程對活塞運動的影響/85
2.5.1 膜片打開過程中的復雜流動/85
2.5.2 膜片的打開時間/85
2.5.3 理論模型/87
2.5.4 活塞受到的影響/89
2.6 幾種常見的能量損失/92
參考文獻/96
第3章 激波管中的流動/98
3.1 自由活塞驅動的激波管/98
3.1.1 入射激波Mach數/98
3.1.2 波后氣體狀態(tài)/105
3.1.3 激波的形成與厚度/111
3.1.4 連接段構型及膜片位置對入射激波的影響/114
3.2 縫合接觸面條件/115
3.2.1 完全氣體假設下的縫合接觸面條件/115
3.2.2 真實氣體效應下的縫合接觸面條件/118
3.2.3 具體算法與一般規(guī)律/123
3.3 有用試驗時間與波系之間的相互作用/126
3.3.1 反射膨脹波波頭的運動/126
3.3.2 若干參數的計算/131
3.3.3 波系間的相互作用/136
3.4 激波的衰減/142
3.4.1 非定常邊界層的厚度/142
3.4.2 激波的衰減/146
3.4.3 激波衰減對滯止參數的影響/154
3.4.4 激波衰減對縫合操作的影響/155
參考文獻/163
第4章 高焓噴管流動/169
4.1 非平衡噴管流動的一般理論/169
4.1.1 非平衡噴管流動的基本方程/169
4.1.2 非平衡噴管流動與平衡噴管流動的簡單比較/173
4.1.3 非平衡流動的計算與試驗/177
4.2 高焓噴管流動的特征/178
4.2.1 噴管流的凍結效應/178
4.2.2 噴管的起動/182
4.2.3 熱載荷問題/184
4.2.4 自由流模擬中的幾個困難/186
4.3 噴管流的凍結模型/191
4.3.1 突然凍結模型/191
4.3.2 振動凍結/197
4.3.3 離解能與凍結焓/206
4.4 噴管流的計算/210
4.4.1 喉道處的狀態(tài)/210
4.4.2 滯止壓力歷史/214
4.4.3 自由流速度和密度/217
4.4.4 自由流的靜溫和靜壓/219
4.5 噴管出口的試驗氣體組分/232
4.5.1 組分的計算/232
4.5.2 相關熱力學參數/238
4.6 噴管出口試驗氣流的性質/242
4.6.1 試驗氣流的偏差帶來的影響/242
4.6.2 黏性和導熱率/246
4.7 飛行彈道與滯止參數/249
4.7.1 低焓情況下的經典結果/249
4.7.2 高焓下的近似結果/252
4.8 高焓噴管設計/258
4.8.1 高焓噴管設計的特點與經驗/258
4.8.2 高焓噴管設計概述/261
4.8.3 邊界層修正/263
參考文獻/266
第5章 自由活塞激波風洞理論設計/278
5.1 自由活塞激波風洞理論設計與優(yōu)化/278
5.1.1 理論設計前的準備/278
5.1.2 理論設計流程/283
5.1.3 壓縮器運行參數優(yōu)化/284
5.2 自由活塞激波風洞運行模擬/285
5.2.1 國外情況/285
5.2.2 理論計算程序FPST-thc/287
5.3 自由活塞驅動的雙模式風洞/288
5.3.1 外部需求和低焓模擬情況/288
5.3.2 雙模式風洞的概念和初步設計/290
5.3.3 炮風洞簡述/292
5.3.4 滯止狀態(tài)的提升/295
5.3.5 輕活塞質量/298
5.3.6 重活塞的軟著陸/300
參考文獻/304
附錄A JF-12風洞主要參數/307
附錄B 平衡活塞技術/309
后記/312
彩圖/313
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