吸气式冲压发动机突变动力学与控制PDF电子书下载

1数学基础 1

1.1 引言 1

1.2 基本概念 1

1.2.1 结构稳定性 1

1.2.2 开折 3

1.2.3 有限确定 4

1.2.4 剖分引理 4

1.2.5 余维数 6

1.3 奇异性分类 7

1.4 本章小结 9

参考文献 9

2吸气式冲压发动机基本工作过程 10

2.1 引言 10

2.2 研究背景 10

2.3 吸气式冲压发动机基本工作原理 12

2.4 吸气式冲压发动机特征流动过程 15

2.4.1 绝热等熵流动 17

2.4.2 正激波压缩 19

2.4.3 等截面加热 24

2.5 吸气式冲压发动机几次典型飞行试验事故 26

2.6 本章小结 26

参考文献 27

3吸气式冲压发动机突变现象与失稳机理 28

3.1 引言 28

3.2 吸气式冲压发动机地面试验中观察到的突变现象 28

3.2.1 亚声速燃烧／超声速燃烧模态转换过程的突变现象 28

3.2.2 进气道起动／不起动转换过程的突变现象 30

3.2.3 火焰稳定结构转换过程的突变现象 30

3.2.4 点火、熄火过程的突变现象 31

3.3 描述吸气式冲压发动机突变现象的数学模型 31

3.3.1 物理模型与假设条件 32

3.3.2 发动机工作模态建模 32

3.3.3 发动机各工作模态相互转换边界建模 37

3.4 吸气式冲压发动机突变现象的解析计算 41

3.5 吸气式冲压发动机突变现象的结构稳定性机理 45

3.5.1 减缩-扩张通道中流动的结构不稳定机制 45

3.5.2 扩张通道中流动的结构稳定机制 54

3.6 本章小结 57

参考文献 58

4吸气式冲压发动机突变现象的几何学规律 60

4.1 引言 60

4.2 吸气式冲压发动机流动失稳边界与奇点集的概念 60

4.3 吸气式冲压发动机流动失稳边界的几何学规律 63

4.3.1 流动失稳边界模型 63

4.3.2 微分同胚映射 67

4.3.3 几何学模型 68

4.4 基于几何学规律的吸气式冲压发动机突变物理现象解释和预测 72

4.4.1 用于物理现象的解释 72

4.4.2 用于预测新的物理现象 74

4.5 本章小结 86

参考文献 87

5几何学规律用于分析高超声速飞行试验事故 88

5.1 引言 88

5.2 飞行试验进气道起动状态误判事故 90

5.3 从多稳定性的视角考察飞行试验进气道起动状态误判事故 92

5.3.1 物理模型和数值方法 92

5.3.2 流场的多稳定性属性 95

5.4 导致飞行试验事故的迟滞回路耦合现象 100

5.5 飞行试验进气道迟滞现象的几何学规律 111

5.5.1 几何学规律 111

5.5.2 用于物理现象的解释 115

5.5.3 用于预测新的物理现象 116

5.6 飞行试验进气道起动状态判断方法的改进 123

5.7 本章小结 126

参考文献 126

6吸气式冲压发动机突变现象分类的数学方法 128

6.1 引言 128

6.2 吸气式冲压发动机突变行为的多样性和规律性 129

6.3 吸气式冲压发动机突变行为分类的重要性 130

6.4 基于离散数学的多稳定性系统突变行为分类方法 130

6.4.1 函数分类问题 131

6.4.2 离散化思路 132

6.4.3 函数分类算法 134

6.5 吸气式冲压发动机突变行为的函数分类方法 138

6.5.1 数学可能性 139

6.5.2 有物理意义的解 144

6.5.3 分类结果 146

6.6 描述函数分类问题的无量纲参数及层次分类准则 158

6.6.1 第一层次 158

6.6.2 第二层次 159

6.6.3 第三层次 159

6.6.4 第四层次 161

6.6.5 第五层次 163

6.7 吸气式冲压发动机突变行为分类的潜在应用 167

6.8 本章小结 167

参考文献 167

7吸气式冲压发动机突变过程的动态数学模型 169

7.1 引言 169

7.2 影响吸气式冲压发动机突变过程的主导动态分析 169

7.3 吸气式冲压发动机主导动态过程建模 170

7.3.1 运动激波动态 170

7.3.2 容积效应 186

7.3.3 扰动波传播 186

7.4 吸气式冲压发动机动态模型的无量纲化 188

7.5 吸气式冲压发动机突变过程的动态仿真 188

7.5.1 低马赫数不起动 188

7.5.2 中间马赫数不可再起动 189

7.5.3 高马赫数自起动 192

7.6 本章小结 194

参考文献 195

8吸气式冲压发动机突变控制方法 196

8.1 引言 196

8.2 吸气式冲压发动机进气道不起动控制飞行试验事故 196

8.3 吸气式冲压发动机进气道再起动控制难点在于突变行为多样性 197

8.4 基于离散化思想的吸气式冲压发动机进气道再起动控制方法 198

8.4.1 基于函数分类的突变控制思路 199

8.4.2 迟滞模式控制和工作模态控制相解耦的双回路控制思路 200

8.4.3 抽象为双回路“离散事件动态系统”控制问题 202

8.5 离散事件动态系统理论基础 203

8.6 吸气式冲压发动机突变行为中的临界现象 206

8.6.1 第三特征参数小于1 208

8.6.2 第三特征参数大于1 215

8.6.3 第三特征参数等于1 224

8.7 吸气式冲压发动机进气道再起动控制离散事件动态系统模型 228

8.7.1 迟滞模式控制回路模型 228

8.7.2 工作模态控制回路模型 233

8.8 吸气式冲压发动机进气道再起动控制离散事件动态系统监控器 234

8.9 吸气式冲压发动机进气道再起动控制过程仿真 236

8.10 本章小结 239

参考文献 240