国防科研试验工程技术系列教材 空气动力PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 再入物理研究的重要性 1

目录 1

1.2 导弹突防和防御中的目标特性 3

1.2.1 助推段目标特性 3

1.2.2 飞行中段目标特性 4

1.2.3 再入段目标特性 6

1.3 再入体动力学特性和热环境 7

1.3.1 再入体动力学特性 7

1.3.2 再入体的热环境特性 9

1.3.3 表面辐射平衡温度 12

1.4 再入体流场特性 13

1.4.1 再入体头身部流场 13

1.4.2 振动和电子—振动松弛时间的确定 17

1.4.3 化学非平衡 18

1.4.5 再入体热化学非平衡速度高度范围 19

1.4.4 振动—离解耦合效应（CVD或CVDV模型）概念 19

1.4.6 壁面催化 20

1.4.7 烧蚀影响 22

1.5 再入体头身部的光电特性 23

1.5.1 光辐射特性 23

1.5.2 电磁波传播特性 26

1.5.3 再入体尾流流场 30

1.5.4 再入体尾流的光电特性 34

1.5.5 理论计算、地面试验和飞行试验三结合的综合研究方法 40

参考文献 44

第2章 高温气体光谱辐射的确定方法 46

2.1 概述 46

2.2 光谱分类 46

2.2.1 原子光谱 46

2.2.2 分子光谱 49

2.3.1 能级 53

2.3 配分函数的计算 53

2.3.2 配分函数 58

2.4 平衡组分的计算方法 63

2.4.1 平衡常数 63

2.4.2 混合反应气体的平衡组分 65

2.5 辐射的吸收和发射 67

2.5.1 吸收和发射过程 67

2.5.2 跃迁几率 69

2.5.3 基尔霍夫（Kirchhoff）定律 72

2.5.4 谱线的吸收系数 73

2.5.5 谱线的发射率 74

2.5.6 连续发射和吸收 75

2.5.7 分子辐射 76

2.5.8 谱线加宽 81

2.6 光谱辐射传递 87

2.6.1 辐射传递方程 87

2.6.2 等效线宽和增长曲线 88

2.6.3 逃逸因子 91

2.7 高温空气辐射 92

2.8 再入体光辐射工程计算 95

2.8.1 吸收系数工程算法 96

2.8.2 转动谱线平滑算法 97

2.8.3 窄带平均算法 97

2.8.4 分子的红外振动—转动吸收系数 99

参考文献 101

第3章 再入物理现象试验技术 104

3.1 概述 104

3.2 再入物理现象模拟准则简述 105

3.2.1 流场特性缩比关系 105

3.2.2 考虑化学非平衡效应的再入等离子体相似律 105

3.2.3 电磁波与再入等离子体相互作用时的相似律 112

3.3.1 激波管试验设备 115

3.3 再入物理现象研究试验设备 115

3.2.4 结论 115

3.3.2 气动物理靶 122

3.4 高超声速流场电子数密度诊断技术 125

3.4.1 微波干涉仪 126

3.4.2 微波谐振腔 128

3.4.3 静电探针诊断技术 136

3.4.4 典型试验结果 141

3.5 再入体流场光辐射强度测量技术 143

3.5.1 可见光辐射计 143

3.5.2 红外辐射计 146

3.5.3 再入体辐射特性测量的试验方法 150

3.6 光谱诊断原理和方法 156

3.6.1 光谱信息提取 156

3.6.2 热力学状态分类 157

3.6.3 光谱诊断原理 159

3.6.4 流动热力学状态变量的测量 163

3.6.5 试验装置中的光谱测量 167

参考文献 176

第4章 再入体电磁散射特性 178

4.1 概述 178

4.2 雷达散射截面 179

4.2.1 雷达基础 179

4.2.2 电磁散射分析 184

4.2.3 经典计算电磁学方法 187

4.3 再入体头身部RCS计算 190

4.3.1 等离子体基础 190

4.3.2 平面分层等离子体介质反射系数 195

4.3.3 等离子体包覆体RCS计算 198

4.4 再入体尾流RCS计算 201

4.4.1 随机场基础 201

4.4.2 亚密湍流等离子体尾流RCS计算 208

4.4.3 过密湍流等离子体尾流RCS计算 213

4.5.1 电磁系统 217

4.5 雷达高分辨技术 217

4.5.2 一维高分辨RCS计算 219

4.6 复杂外形飞行器RCS计算的现代方法 222

参考文献 226

第5章 化学反应绕流计算 229

5.1 概述 229

5.2 化学非平衡粘性绕流空间推进求解法 232

5.2.1 非耦合方法 233

5.2.2 全耦合方法 242

5.2.3 化学反应模型和输运特性 243

5.2.4 边界和初始条件 244

5.2.5 算例 245

5.3 化学反应粘性绕流N-S方程求解法 251

5.3.1 控制方程 252

5.3.2 状态方程和能量关系式 256

5.3.3 热化学模型 259

5.3.4 输运系数 266

5.3.5 数值方法 268

5.3.6 计算结果和分析 269

5.4 催化特性的数值计算 276

5.4.1 数值方法 277

5.4.2 流动的热力学特性 278

5.4.3 计算结果和分析 279

5.5 烧蚀效应的数值计算 283

5.5.1 烧蚀壁面边界条件的一般形式 283

5.5.2 数值方法 286

5.5.3 碳—碳材料烧蚀绕流计算 286

5.5.4 泰氟隆材料烧蚀绕流计算 297

5.6 尾流的工程计算方法 302

5.6.1 控制方程 302

5.6.2 求解方法 303

参考文献 307