目錄 序 前言 第1章 緒論 1 1.1 學科級離散伴隨方法與發展現狀 2 1.1.1 流場伴隨優化在內外流動優化問題中的現狀 2 1.1.2 電磁散射伴隨方程研究現狀 7 1.1.3 噪聲伴隨方程研究現狀 8 1.1.4 伴隨方程在結構及其他領域的研究現狀 9 1.2 多學科耦合伴隨體系與發展現狀 9 1.2.1 氣動結構耦合伴隨方程研究現狀 9 1.2.2 氣動電磁伴隨方程研究現狀 12 1.2.3 流場噪聲耦合伴隨方程研究現狀 12 1.3 多學科耦合伴隨方程發展趨勢 15 1.4 多學科耦合伴隨在不確定性分析中的應用前景 18 參考文獻 20 第2章 基于梯度算法的飛行器氣動綜合優化基本要素 26 2.1 梯度類優化算法 26 2.1.1 無約束優化求解算法 27 2.1.2 帶約束優化求解算法 29 2.2 約束處理方式 33 2.2.1 外罰函數法 33 2.2.2 障礙罰函數法 34 2.2.3 乘子法 35 2.3 幾何外形參數化建模 35 2.3.1 剖面參數化建模方法 36 2.3.2 *面參數化建模方法 38 2.3.3 基于 FFD 方法的參數化建模方法 40 2.4 典型網格變形技術 43 2.4.1 線彈性體變形網格技術 43 2.4.2 RBF-TFI 變形網格技術 44 參考文獻 49 第3章 基于流場離散伴隨方程的梯度求解 51 3.1 離散伴隨方程求解梯度的基本原理 51 3.2 Navier-Stokes 方程數值求解 53 3.2.1 流動控制方程 53 3.2.2 空間離散 57 3.2.3 時間推進 58 3.2.4 邊界條件與湍流模型 61 3.3 流場伴隨方程的構建及靈敏度求解 61 3.3.1 流場離散伴隨方程無黏項 62 3.3.2 離散伴隨方程人工黏性項 63 3.3.3 離散伴隨方程黏性項 64 3.4 離散伴隨方程邊界條件處理 66 3.5 離散伴隨方程右端項推導 76 3.6 離散伴隨方程時間推進與梯度求解 78 3.7 基于伴隨方程的飛行器氣動綜合設計優化典型應用 85 3.7.1 基于流場伴隨方程的民用飛機綜合優化 85 3.7.2 基于流場伴隨方程的內流優化 91 參考文獻 98 第4章 耦合伴隨理論與氣動結構耦合伴隨方程 101 4.1 跨學科耦合伴隨方程基本原理與要素 101 4.2 氣動結構耦合伴隨方程 103 4.2.1 結構有限元分析方法 104 4.2.2 靜氣動彈性數值模擬技術 114 4.2.3 氣動結構耦合伴隨方程推導 115 4.3 氣動結構耦合伴隨優化應用 123 參考文獻 128 第5章 飛行器氣動隱身離散伴隨方程 130 5.1 氣動隱身跨學科 “耦合” 伴隨方程 130 5.2 電磁場積分求解方法及伴隨方程推導 131 5.2.1 電磁場積分方程及求解方法 131 5.2.2 隱身問題伴隨方程推導 141 5.3 基于多層快速多極子方法的伴隨方程求解 145 5.3.1 伴隨方程求解 145 5.3.2 基于伴隨方法梯度驗證 153 參考文獻 181 第6章 飛行器流場/聲爆耦合伴隨方程 184 6.1 聲爆單學科伴隨方程 184 6.1.1 非線性聲爆預測及求解 185 6.1.2 非線性聲爆伴隨方程及求解 193 6.2 流場/聲爆耦合伴隨方程 198 6.2.1 流場/聲爆耦合伴隨方程及求解 198 6.2.2 基于近場反演的反向等效面積伴隨方程 200 6.3 基于流場/聲爆耦合伴隨方程的氣動外形綜合設計 210 6.3.1 超聲速飛行器氣動力/聲爆綜合優化 210 6.3.2 考慮動力效應的超聲速氣動力/聲爆綜合優化 225 6.3.3 等效面積分布伴隨優化 232 參考文獻 236