Vortex Flow Behavior Over Slender Delta Wing Configurations pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Verhaagen, N. G.

出品人:

页数:516

译者:

出版时间:

价格:$ 326.57

装帧:

isbn号码:9781402093326

丛书系列:

图书标签:

Delta Wing
Vortex Flow
Aerodynamics
Computational Fluid Dynamics
Slender Body
Flow Visualization
Wing Design
Aerospace Engineering
Fluid Mechanics
Lift and Drag

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具体描述

The book discusses the behavior of vortices over sharp and highly swept wing configurations used for current and future military aircraft. Special attention is paid to the effects of critical flow phenomenon such as vortex breakdown occuring at high angles of attack or high angular rates. The wind tunnel experiments conducted on delta-wing configurations in wind tunnels in Canada, Europe, Russia and the United States are given in eight chapters. The experiments provide an extended data base that gives insight into the effects of the angle of attack, angular rate, Reynolds number and Mach number on the behavior of vortices over several slender delta wings in stationary and instationary flights. A critical assessment is given in a separated chapter of the available experimental data bases and out of these data, one and the same data set is selected for the validation and verification of analytical and numerical solutions.Comprehansive computational results are given in another ten chapters. Steady-state and time-accurate solutions for the steady and unsteady flow over the selected delta-wing configuration are discussed. These solutions are generated using structured and unstructured grid methods.The analytical solutions for the flow over a delta wing are discussed and compared with experimental data in three more chapters.In the final chapter a validation and verification of the analytical and CFD solutions is given.

好的，这是一份关于一本假设的书籍《Vortex Flow Behavior Over Slender Delta Wing Configurations》的详细简介，这份简介将聚焦于与该主题相关但并非该书核心内容的领域，以满足不包含原书内容的描述要求。 --- 跨越边界：空气动力学前沿中的复杂流动现象与结构相互作用本书简介本书深入探讨了空气动力学领域中一系列复杂且至关重要的流动现象，特别是那些发生在亚音速至跨音速范围内的非线性气动效应。我们将关注流体与结构相互作用的复杂性，重点分析气动载荷分布、高迎角流动分离特性，以及这些现象如何影响飞行器在不同飞行包线下的性能与稳定性。第一部分：高迎角气动力的精细化解析本书首先聚焦于高迎角条件下，流体行为的精细化描述。我们知道，当飞行器以较大的迎角飞行时，传统的线性空气动力学理论便不再适用，流动的非定常特性和高度三维性成为主导因素。 1.1 边界层分离与涡核的形成机制我们将详细分析翼型前缘附近边界层在发生分离时的初始条件与演化过程。这不仅仅是关于“分离”本身，更在于研究分离流场如何重组形成具有强大旋转强度的涡核。我们采用先进的数值模拟方法（如大涡模拟，LES）来捕捉这些涡核从生成到输运的完整过程。重点将放在“涡核的稳定性”——当迎角和马赫数变化时，涡核是否会保持紧凑结构，还是会发生破裂或“突跳”（Bursting），进而对气动中心和升阻力系数产生剧烈影响。 1.2 跨音速激波与膨胀波的耦合效应对于中等后掠角或后掠角较大的机翼（如三角翼系），跨音速效应带来的影响不容忽视。本书深入研究了激波与边界层相互作用（Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SWBLI）的复杂性。在跨音速流动中，激波的位置和强度直接决定了局部压力梯度，这反过来影响了前缘附近的流动分离点。我们将通过实验数据和计算流体力学（CFD）模型，解析“激波诱导分离”如何与翼面上的其他分离区域相互耦合，形成一个相互影响的复杂场结构。 1.3 非定常气动载荷响应在动态飞行条件下，如快速机动或阵风穿越，气动力的时间相关性变得至关重要。本书分析了如何通过频域分析和时域积分来预测由复杂流动结构（如阵发性涡流）引起的气动载荷的动态响应。这包括对周期性或随机激励下，机翼表面压力脉动的精确建模，这对疲劳寿命评估具有直接意义。第二部分：先进流体控制技术与气动效率优化理解了复杂流动的基础机制后，本书转向如何主动或被动地控制这些流动，以增强飞行器的气动性能。 2.1 主动流动控制的物理基础本书详细阐述了利用吹气（Blowing）、吸气（Suction）或等离子体激励（Plasma Actuation）等主动控制手段来延迟或抑制不希望出现的流动分离。我们特别关注等离子体激励器如何通过在边界层内注入动量或改变压力梯度，有效地延迟临界迎角。这部分的分析着重于控制参数（激励频率、功率）与目标流动现象（如涡核稳定性）之间的传递函数关系。 2.2 气动外形对流动转化的影响机翼的几何设计是固定流动控制的终极手段。本书对比分析了不同横截面形状（如双圆弧、尖锐前缘或钝前缘）如何影响高迎角下的涡流结构。例如，尖锐前缘的设计倾向于产生固定位置的起偏涡，而圆弧前缘可能导致流动分离点随迎角或马赫数的变化而“游走”，这种几何依赖性对预测气动性能至关重要。 2.3 气动弹性力学的耦合挑战在讨论高载荷和高迎角条件时，结构变形与气动载荷之间的反馈回路无法被忽略。本书探讨了气动弹性力学（Aeroelasticity）在处理非线性气动模型时的挑战。特别是在翼面发生显著挠度或扭转变形时，这些变形会反过来改变局部气动特性，可能导致气动颤振（Flutter）或发散（Divergence）。我们采用非线性有限元模型与高保真CFD求解器耦合，模拟了这种强耦合系统在极限状态下的动态响应。第三部分：高超声速流动与新一代飞行器设计考量虽然本书主要集中在亚音速和跨音速范畴，但鉴于当前航空航天技术的发展趋势，我们必须对高超声速（Hypersonic）流动的特殊性进行简要讨论，作为未来研究的延伸。 3.1 气动加热与粘性效应在高超声速下，空气的化学反应性和激波层厚度显著减小，导致气动加热成为设计的首要约束。本书简要对比了传统气动（粘性层厚度远大于特征长度）与高超声速流动（边界层与激波相互作用更紧密）在能量传递上的根本差异。 3.2 压力梯度对流动分离的决定性作用在高超声速条件下，由激波引起的巨大压力梯度对任何微小的几何不连续性都极为敏感。即使是轻微的表面粗糙度或控制面偏转，也可能立即导致“热点”或剧烈的流动再附着，这远比在亚音速下对流动分离的影响更为剧烈和难以控制。 --- 本书旨在为空气动力学研究人员、航空工程师以及高等教育阶段的学生提供一个全面而深入的视角，用以理解和量化那些在复杂飞行包线内主导飞行器性能的关键非线性流动现象。通过对这些基础物理的深入剖析，读者将能够更好地应对未来飞行器设计中不断升级的气动挑战。