激光空气锥减阻方法是一种利用激光在超声速飞行器前端聚焦沉积能量，从而减小飞行器波阻的新概念减阻方法。本书比较全面地介绍超声速飞行器激光空气锥减阻方法的研究现状和应用前景，系统地总结作者十多年来在激光空气锥减阻方面的研究成果，着重介绍激光空气锥减阻的理论基础，激光空气锥减阻的理论分析、数值模拟和实验测量方法，不同飞行器构型条件下单脉冲激光、连续激光和高重频激光三种激光注入方式下的减阻性能，以及基于关键无量纲参数的激光空气锥减阻机理与减阻规律。
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前言
第1章绪论1
1.1超声速飞行器减阻概述1
1.1.1超声速空气动力学的三个法则1
1.1.2阻力的分类2
1.1.3常用的减阻方法3
1.2国内外研究现状5
1.2.1激光等离子体对流动参数的控制机理5
1.2.2复杂流场瞬态参数诊断和测量方法7
1.2.3减阻性能指标优化12
1.3应用前景17
参考文献19
第2章激光空气锥减阻的理论基础27
2.1激光的基本理论27
2.1.1激光的的定义激光光分类27
2.1.2激光的性能参数27
2.1.3激光的特性29
2.1.4激光束的聚焦特性32
2.2超声速流的基本理论35
2.2.1激波理论35
2.2.2高趋严流动特征46
2.3激光能量沉积理论48
2.3.1也:;J的光击穿48
2.3.2等离子体与激光能量的相互作用49
2.3.3激光维持的吸收波50
2.4激光空气锥减阻基本理论52
2.4.1概念义原理52
2.4.2减阻性能指标54
参考文献55
第3章激光空气锥减阻的理论与数值研究方法56
3.1理论分析方法56
3.2数值计算方法59
3.2.1流体力学方程纽59
3.2.2激光能量沉积模型62
3.2.3定解条件的确定63
3.2.4计算模型65
3.2.5数值计算方法验证76
参考文献82
第4章激光空气锥减阻的实验研究方法84
4.1空气动力学实验的基本方法84
4.2风洞的分类86
4.3激波风洞87
4.3.1激波管87
4.3.2拉瓦尔喷管90
4.3.3真空系统91
4.4流场参数测量方法92
4.4.1流动的测量与显示方法92
4.4.2基于激波风洞的减阻实验参数测量方法104
4.5激光能量加载和时序同步控制系统108
4.5.1激光能量加载系统108
4.5.2时序同步控制系统109
参考文献110
第5章单脉冲激光空气锥减阻111
5.1计算模型和方法111
5.1.1超声速计算条件112
5.1.2高超声速计算和实验条件112
5.2超声速条件下的单脉冲激光空气锥减阻特性114
5.2.1羊脉冲激光对钝头体前缘流场结构的控制规律114
5.2.2入射激光能量对减阻性能的影响118
5.2.3激光能量沉积形状对减阻性能的影响122
5.3高超声速条件下的单脉冲激光空气锥减阻特性125
5.3.1流场演化过程125
5.3.2减阻效果评估127
参考文献129
第6章连续激光空气锥减阻131
6.1不同激光功率下的减阻特性131
6.1.1钝头体尺寸固定时激光功率对减阻性能的影响131
6.1.2不同钝头体尺寸下激光功率对减阻性能的影响138
6.2不同能量沉积位置下的减阻特性146
6.2.1钝头体尺寸一定时能量沉积位置对减阻性能的影响146
6.2.2不同钝头体尺寸下能量沉积位置对减阻性能的影响151
6.3不同来流马赫数下的减阻特性154
6.3.1来流马赫数对减阻性能的影响154
6.3.2不同来流马赫数下激光功率对减阻性能的影响160
6.4不同飞行高度下的减阻特性162
6.4.1飞行高度对减阻性能的影响162
6.4.2不同飞行高度下激光功率对减阻性能的影响166
参考文献170
第7章高重频激光空气锥减阻171
7.1计算方法及初边值条件171
7.2激光参数对减阻性能的影响172
7.2.1激光能量对减阻性能的影响172
7.2.2脉冲重复频率对减阻性能的影响175
7.2.3最佳能量沉积位置的选择182
7.3环境气体参数对减阻性能的影响185
7.3.1来流马赫数对减阻性能的影响185
7.3.2飞行高度对减阻性能的影响188
7.4钝头体尺寸对减阻性能的影响190
参考文献191
第8章截锥形钝头体的高重频激光空气锥减阻192
8.1截锥体构形及计算条件192
8.2激光空气锥减阻适用的截锥体构形分析193
8.2.1锥体半径比对减阻性能的影响193
8.2.2截锥角度对减阻性能的影响196
8.2.3截锥体减阻的实验研究201
8.3激光参数对截锥体减阻特性的影响研究204
8.3.1羊脉冲能量对减阻性能的影响205
8.3.2能量沉积位置对减阻性能的影响208
参考文献210
第9章激光空气锥减阻的相似规律211
9.1相似理论与量纲分析211
9.1.1相似理211
9.1.2量纲分析213
9.2减阻性能参数的无量纲化218
9.3无量纲能量有效性的验证221
9.3.1不同压力下的减阻效果分析221
9.3.2不同温度下的减阻效果分析222
9.3.3不同特征尺寸的钝头体减阻效果分析223
9.4无量纲能量参数对减阻性能的影响223
9.4.1无量纲能量大小对减阻性能的影响224
9.4.2无量纲能量注入位置对减阻性能的影响226
9.4.3来流马赫数对减阻性能的影响228
参考文献230
索引232
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