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航空渦扇發動機多目標多學科設計優化方法 版權信息
- ISBN：9787111615811
- 條形碼：9787111615811 ; 978-7-111-61581-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
航空渦扇發動機多目標多學科設計優化方法 本書特色
《航空渦扇發動機多目標多學科設計優化方法》一書分四篇16章深入探討了航空發動機的設計方法，是獻給工程熱物理學家吳仲華先生和陳乃興先生的一部學術專著，是《人機系統方法學》的姊妹篇。書中基于發動機氣動熱力學理論以及現代優化的數學方法，提出了一整套航空渦扇發動機考慮確定性和不確定性影響時多目標多學科設計優化的新框架，從這個意義上講該書填補了我國在這一領域的學術空白。
本書可作為從事航空航天動力工程以及燃氣輪機相關專業工程技術人員進行產品設計的指導用書，也可作為高等院校航空發動機以及燃氣輪機專業研究生的學位課教材或者高年級本科生的教學參考書。
航空渦扇發動機多目標多學科設計優化方法 內容簡介
本書分四篇16章深入探討了航空發動機的設計方法，是獻給工程熱物理學家吳仲華先生和陳乃興先生的一部學術專著，是《人機系統方法學》的姊妹篇。書中基于發動機氣動熱力學理論以及現代優化的數學方法，提出了一整套航空渦扇發動機考慮確定性和不確定性影響時多目標多學科設計優化的新框架，從這個意義上講該書填補了我國在這一領域的學術空白。本書可作為從事航空航天動力工程以及燃氣輪機相關專業工程技術人員進行產品設計的指導用書，也可作為高等院校航空發動機以及燃氣輪機專業研究生的學位課教材或者高年級本科生的教學參考書。
航空渦扇發動機多目標多學科設計優化方法 目錄
序一
序二
前言
第1章 航空發動機以及設計方法的發展
1.1 渦噴、渦扇以及變循環發動機發展的簡況
1.2 多目標多學科設計優化方法的提出及其進展
1.3 多目標多學科設計優化問題面臨的機遇與挑戰
1.4 本書的主要內容
第1篇 發動機設計中的綜合集成方法及“軟系統”評價
第2章 系統學的思想以及綜合集成方法
2.1 系統科學和系統學的創建及其基本發展框架
2.2 航空發動機的研制與系統工程之間的關聯
2.3 錢學森綜合集成方法及其優化策略
2.4 發動機的多級優化策略以及CSD方法
第3章 系統評價指標以及“軟系統”評價的幾種方法
3.1 發動機系統工程中的“硬系統”和“軟系統
3.2 系統評價的主要指標
3.3 航空發動機性能評價的指標
3.4 “軟系統”評價的幾種方法
第2篇 三元流動理論的基礎以及幾種算法的典型算例
第4章 葉輪機械三元流動理論的基礎
4.1 場論與張量計算基礎
4.2 物理場在兩類坐標系中的轉換
4.3 積分型與微分型三元流動理論的基本方程
4.4 熱力學特征函數以及函數行列式
4.5 絕對坐標系中N-S方程組的強守恒與弱守恒型
4.6 相對坐標系中N-S方程組及廣義Bernoulli方程
4.7 吳仲華的兩類流面交叉迭代及三元流動理論
4.8 對一組含轉子焓與熵方程組的討論
4.9 三維空間中兩類流面的流函數主方程以及擬流函數
第5章 葉輪機械中的兩類流面迭代與三維直接解法
5.1 葉輪機械氣動計算與設計的發展進程
5.2 S1流面的基本方程及跨聲流函數方程的數值解
5.3 S2流面的基本方程以及跨聲速S2流面的數值解
5.4 兩類流面跨聲速準三元的迭代解
5.5 兩類流面跨聲速全三元的迭代解
5.6 葉輪機械定常與非定常計算的直接解法
5.7 可壓縮湍流的RANS與DES分析法
5.8 小波多分辨奇異分析方法及其典型算例
5.9 流動轉捩問題以及RANS和LCTM的耦合求解
第3篇 發動機設計的現代優化理論及統籌優化方法
第6章 確定性優化的理論與算法
6.1 典型確定性多目標優化決策模型存在的問題
6.2 系統優化與子系統之間的關系
6.3 設計空間中常用的四類搜索策略
6.4 高維多目標優化的PCA-NSGAⅡ降維算法
第7章 不確定性優化的理論與方法
7.1 Chebyshev問題的單目標規劃處理
7.2 隨機多目標規劃的期望值模型
7.3 模糊多目標線性規劃和非線性規劃的模型與解法
7.4 三大類多目標數學規劃模型的對比與分析
第8章 統籌優化方法及統計試驗設計方法
8.1 華羅庚的統籌優化方法以及產生的重大影響
8.2 單變量的一維搜索和多變量函數的尋優搜索方法
8.3 正交設計、均勻設計以及序貫均勻設計
8.4 基于試驗設計與響應面模型的葉型尋優GPAM策略
第4篇 渦扇發動機的現代設計方法以及多目標協同優化
第9章 渦扇發動機設計狀態參數選擇的基本分析
9.1 幾代渦扇發動機的主要性能參數
9.2 AAF的任務剖面及AAF設計點的選擇
9.3 四種典型發動機的理想熱力循環分析
9.4 渦扇內外涵道間循環功的*佳分配
9.5 混合排氣加力渦扇設計點的熱力計算與分析
9.6 分別排氣渦扇設計點的熱力分析
第10章 發動機非設計點性能計算的幾種方法
10.1 基于部件性能的發動機特性通用計算方法
10.2 混合排氣渦扇發動機特性的近似計算方法
10.3 分別排氣渦扇發動機特性的近似計算方法
第11章 壓氣機/風扇的氣動設計基礎和設計優化
11.1 輪緣功的多種表達形式
11.2 壓氣機中絕熱效率與多變效率間的關系
11.3 氣動設計中增壓比和效率的選擇
11.4 軸流壓氣機/風扇的初步氣動設計
11.5 壓氣機部件的設計優化
第12章 燃燒與傳熱的理論基礎以及主燃燒室的氣動設計
12.1 氣動力學突躍面的分類以及一維燃燒波的分析
12.2 多組元氣相粘性反應流的基本方程組
12.3 單相與兩相可壓縮湍流燃燒的大渦模擬技術
12.4 模擬燃燒問題的非定常高分辨率高精度算法
12.5 燃燒室氣動設計的幾個基礎問題
第13章 渦輪部件的氣動設計以及內部流動的控制
13.1 渦輪葉片的幾種造型方法
13.2 葉片的彎、掠、扭三維復合造型技術
13.3 葉型負荷以及葉柵四種效率的計算
13.4 高壓渦輪的氣動特點以及求解的基本方程
13.5 渦輪氣動損失模型和冷氣摻混損失模型
13.6 寂靜效應與時序效應以及工程應用
13.7 低維設計空間中渦輪造型與氣動參數的篩選
13.8 渦輪部件氣動初步設計的全過程
第14章 加力燃燒室的氣動設計與振蕩燃燒的抑制
14.1 描述加力燃燒室的主要參數
14.2 火焰穩定器的穩定判據
14.3 三種典型火焰穩定器
14.4 振蕩燃燒的機理分析與抑制措施
14.5 主燃燒室和加力燃燒室污染物及其分析
14.6 帶加力燃燒室的渦噴發動機性能計算
14.7 渦輪—加力燃燒室—尾噴管之間的匹配
14.8 湍流燃燒診斷的3種高精度方法
第15章 尾噴管中輻射輸運方程的計算和噴流噪聲的高效算法
15.1 均勻與非均勻折射率介質中的輻射輸運方程
15.2 輻射輸運方程的有限體積法及其與能量方程的耦合求解
15.3 全光譜K分布輻射輸運方程的求解以及典型校核算例
15.4 大梯度時混合氣體的MSMG全光譜K分布方法
15.5 降低飛行器和尾噴管光輻射的幾種主要途徑
15.6 K-ε模型和LRR-ω雷諾應力模型
15.7 伴隨Green函數法及其求解中的關鍵問題
15.8 湍流噴流各向異性噪聲源的物理建模
第16章 航空發動機部件的優化以及整機的優化策略
16.1 參數化設計空間以及Nash系統分解法
16.2 改進的Pareto遺傳算法
16.3 Nash-Pareto策略
16.4 Nash-Pareto-RSOW算法
16.5 Nash-Pareto-RS算法
16.6 連續型或離散型伴隨方法的構建過程
16.7 混合不確定性條件下的優化策略和關鍵算法
16.8 航空發動機整機優化的策略和主要框圖
參考文獻
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航空渦扇發動機多目標多學科設計優化方法 作者簡介
本書作者王保國教授2007年榮獲“北京市教學名師”榮譽稱號，曾長期擔任“流體力學”、“工程熱物理”、“人機與環境工程”三個學科的首席教授和學科帶頭人。他是中國科學院研究生院（現更名中國科學院大學）1978年首屆研究生，曾先后拜工程熱物理學家吳仲華先生和陳乃興先生、航天氣動熱力學專家卞蔭貴先生為師，在航空發動機內流和航天器外流的氣動熱力學領域經歷了長達40余年科研與教學工作的錘煉，積累了十分堅實的理論基礎，再加上他在原航空工業部和中國科學院直接參加過渦噴和渦扇兩大類型航空發動機的改型設計與研制，在中國航空研究院擔任氣動熱力學高級顧問并參加了其他新型航空發動機的研制工作。
本書的另外三位作者黃偉光研究員、徐燕驥高工和譚春青研究員也主持和承擔了多項國家863計劃項目和國家973計劃項目，分別擔任首席科學家和項目負責人。他們率領的中科院上海高等研究院燃氣輪機基地、新喆機電公司燃氣輪機基地以及中科合肥微小型燃氣輪機研究院分別榮獲了多項獎項、取得了豐碩的科研成果，三個基地都具有較完備的整機性能試車和部件試驗的設備平臺，能夠完成相關的車臺和部件試驗。
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