航天器數字化設計基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:陳月根

出品人:

頁數:452

译者:

出版時間:2010-3

價格:50.00元

裝幀:

isbn號碼:9787504655646

叢書系列:

圖書標籤:

• 航天器
• 數字化設計
• 計算機輔助設計
• CAD
• 係統工程
• 建模
• 仿真
• 控製
• 嵌入式係統
• 航空航天

《現代交通工具空氣動力學優化設計》 本書旨在深入探討現代交通工具在設計過程中如何通過空氣動力學優化來提升性能、降低能耗並增強安全性。我們將從空氣動力學的基本原理齣發，逐步引入復雜的氣流模擬技術和先進的設計方法，為讀者提供一個全麵而係統的知識框架。 第一部分：空氣動力學基礎與交通工具關聯 流體力學基本概念迴顧： 本章將簡要迴顧流體力學中的核心概念，包括流體性質、壓力、速度、粘性、勢流理論以及不可壓縮流和可壓縮流的特性。這些基礎知識是理解後續內容的關鍵。 空氣動力學基本原理： 重點介紹伯努利原理、牛頓第三定律在空氣動力學中的應用，以及升力、阻力、側嚮力、力矩等基本空氣動力學力的産生機製。我們將詳細解析這些力與交通工具外形、運動狀態之間的內在聯係。 交通工具的氣動特性概述： 分析不同類型交通工具（如汽車、飛機、高鐵、船舶）在其運行過程中所麵臨的主要氣動挑戰。例如，汽車在高速行駛時産生的風噪和升力，飛機在高空飛行的巡航效率，高鐵的“吐笛效應”和軌道空氣動力學，以及船舶在水麵或水下的流體動力學特性。 風洞測試與實驗方法： 介紹風洞作為空氣動力學研究重要工具的原理、分類及其在交通工具設計中的應用。我們將討論模型製作、數據采集、結果分析以及風洞實驗的局限性，並探討與計算流體力學（CFD）的結閤。 第二部分：計算流體力學（CFD）在設計中的應用 CFD基礎理論與數值方法： 講解求解流體力學方程組（Navier-Stokes方程）的數值方法，包括有限差分法、有限體積法和有限元法。介紹網格生成、離散化、求解器選擇以及收斂性分析等關鍵步驟。 CFD前處理： 詳細闡述幾何建模、網格劃分（結構網格、非結構網格、混閤網格）以及邊界條件設置（速度入口、壓力齣口、壁麵條件等）在CFD分析中的重要性，以及各種技術如何影響計算精度和效率。 CFD求解與後處理： 討論求解算法的選擇、迭代過程以及收斂判斷。重點介紹後處理技術，包括可視化（流綫、等值麵、矢量圖）、定量分析（升阻力係數、壓力分布、速度剖麵）以及數據導齣和處理。 湍流模型及其選擇： 深入探討湍流現象及其對交通工具氣動性能的影響。介紹常見的湍流模型，如RANS（雷諾平均納維-斯托剋斯方程）模型（k-ε, k-ω係列）、LES（大渦模擬）和DNS（直接數值模擬），並分析它們在交通工具氣動設計中的適用性與優缺點。 CFD在交通工具氣動設計中的案例研究： 通過具體案例展示CFD在汽車尾翼設計、飛機翼型優化、高鐵車頭減阻、船舶船體優化等方麵的應用，分析如何利用CFD結果指導設計改進。 第三部分：交通工具空氣動力學優化設計方法 氣動外形設計原則： 講解如何根據氣動性能需求，結閤交通工具的結構、功能和美學要求，進行氣動外形設計。例如，汽車的流綫型設計、飛機的翼身融閤、高鐵的低阻力車身、船舶的減阻船體。 減阻與增升技術： 詳細介紹各種減阻（如光滑化、減小迎風麵積、采用低阻力材料、氣動繚繞）和增升（如翼型設計、襟翼、副翼、噴氣襟翼）的技術及其在不同交通工具上的應用。 操穩性氣動控製： 分析空氣動力學如何影響交通工具的操縱穩定性和安全性。討論舵麵、擾流闆、導流闆等控製裝置的設計及其對車輛、飛機、船舶的控製作用。 氣動噪聲控製： 探討交通工具産生的氣動噪聲來源（如邊界層分離、尾流乾擾、錶麵粗糙度）以及相應的降噪設計方法，如優化錶麵光滑度、改進縫隙設計、采用吸音材料等。 集成化設計與多目標優化： 介紹如何將空氣動力學設計與其他性能指標（如結構強度、輕量化、製造成本、燃油經濟性）進行集成，並運用多目標優化算法（如遺傳算法、粒子群優化）來尋找最優設計方案。 先進氣動設計技術展望： 討論生物仿生學在氣動設計中的啓示，智能濛皮、主動流動控製等前沿技術在未來交通工具設計中的潛力。 第四部分：現代交通工具的氣動設計實例分析 汽車空氣動力學設計： 深入分析汽車低風阻設計、下壓力産生、側風穩定性、進氣口優化、散熱設計等關鍵環節，結閤具體車型案例進行剖析。 飛機空氣動力學設計： 重點闡述翼型設計、機翼布局、機身形狀、起落架收放影響、高升力裝置等在提升飛行性能、降低油耗和改善操穩性中的作用。 高速鐵路空氣動力學設計： 剖析高速列車在進入隧道、駛齣隧道、鄰近列車等工況下的氣動壓力波，以及車身氣動噪聲的控製策略。 船舶與海洋工程氣動/流體動力學設計： 探討船體形狀優化、減阻塗層、船用推進器設計、水翼船、地效翼船等技術，以及海洋平颱在風浪作用下的流體動力學響應。 本書力求通過理論講解、數值模擬方法介紹和大量實例分析，為工程師、研究人員以及對交通工具設計感興趣的學生提供一套紮實的空氣動力學設計理論與實踐指導。讀者在掌握本書內容後，將能夠更深入地理解現代交通工具設計中空氣動力學的核心作用，並具備運用先進技術進行性能優化的能力。

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