第1章绪论1
参考文献4
第2章飞行器气动热环境7
2.1概述7
2.2热环境工程计算方法8
2.2.1流态划分准则8
2.2.2稀薄流区气动加热9
2.2.3连续流区气动加热11
2.2.4飞行器绕流的流场特性18
2.2.5翼舵及局部干扰区气动加热20
2.3热环境数值计算方法23
2.3.1流体运动基本控制方程24
2.3.2湍流模型25
2.3.3数值计算方法28
2.3.4典型计算结果及其分析34
2.4热环境天地换算方法39
2.4.1典型的试验数据关联方法39
2.4.2机身大面积热环境天地换算方法40
2.5小结43
参考文献43
第3章飞行器高温气体非平衡效应47
3.1概述47
3.2高超声速气动物理现象47
3.3高温气体非平衡气动热的数值计算方法49
3.3.1热化学非平衡流场的数值计算方法50
3.3.2高温空气化学反应模型54
3.3.3振动/离解耦合模型56

3.3.4输运系数58
3.3.5飞行器表面计算模型59
3.3.6表面烧蚀计算模型62
3.4典型计算结果及其分析67
3.4.1高温气体非平衡效应的典型验证算例67
3.4.2特征尺寸对高温气体非平衡效应的影响68
3.4.3热化学模型对气动热的影响69
3.4.4表面温度对非平衡气动热的影响71
3.4.5稀薄滑移效应对非平衡气动热的影响72
3.4.6表面烧蚀效应对气动热的影响74
3.5小结77
参考文献77
第4章飞行器结构传热80
4.1概述80
4.2非结构网格有限体积传热计算方法80
4.2.1三维各向同性材料传热的有限体积计算方法80
4.2.2正交各向异性材料传热的有限体积计算方法83
4.2.3计算方法的工程应用处理与算例85
4.3辐射/导热复合传热计算方法88
4.3.1气凝胶和纤维类隔热材料的传热计算方法89
4.3.2蜂窝结构传热计算方法94
4.4细编穿刺复合材料多尺度传热特性研究101
4.4.1介观、细观结构的模型建立101
4.4.2纤维束传热特性分析102
4.4.3编织结构传热特性分析103
4.5小结108
参考文献108
第5章飞行器结构热应力/热变形110
5.1概述110
5.2结构热安全分析的典型对象111
5.3热应力/热变形计算方法112
5.3.1有限元方程组的构建112
5.3.2并行计算方法114

5.3.3矩阵带宽缩减方法115
5.3.4特殊材料的近似方法115
5.4热气动弹性力学计算方法118
5.4.1静态热气动弹性的计算方法118
5.4.2动态热气动弹性的计算方法119
5.5地面试验的相似准则研究123
5.6高超声速飞行器防热结构热安全的评价分析127
5.6.1热应力计算校核127
5.6.2热气动弹性计算分析136
5.6.3防热结构地面考核验证138
5.6.4地面试验的相似性分析140
5.7小结142
参考文献143
第6章飞行器热管理145
6.1概述145
6.2舱内热环境预测方法145
6.2.1热网络法146
6.2.2流体网络法150
6.2.3舱内热环境分析方法的应用151
6.3典型热管理系统及其热分析方法155
6.3.1液/固相变热控系统155
6.3.2复合相变材料热管理系统160
6.3.3基于高温热管的定向冷却系统165
6.4小结173
参考文献173
第7章飞行器力/热气动布局设计优化176
7.1概述176
7.2基本设计要求与主要布局形式176
7.3飞行热走廊178
7.3.1热走廊概念178
7.3.2热走廊的物理建模178
7.3.3典型飞行器热走廊180
7.3.4防热材料综合性能评估方法184
7.4气动布局设计优化方法186

7.4.1布局优化设计要素186
7.4.2多目标优化方法190
7.4.3多学科设计优化方法191
7.4.4气动布局参数化方法与实例193
7.5力/热气动布局设计优化应用200
7.6小结207
参考文献207
第8章展望211
参考文献214