Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Inst of Aeronautics &

作者:Mueller, Thomas J. 编

出品人:

页数:650

译者:

出版时间:2002-1

价格:$ 135.54

装帧:HRD

isbn号码:9781563475177

丛书系列:

图书标签:

• Micro Air Vehicles
• Aerodynamics
• Fixed-Wing
• Flapping-Wing
• Flight Mechanics
• Computational Fluid Dynamics
• Wind Tunnel Testing
• Small-Scale Aircraft
• MAV Design
• Bio-inspired Flight

飞行动力学导论：从理论基础到前沿应用 本书旨在为对空气动力学基础理论及其在现代工程，特别是微型飞行器设计中应用感兴趣的读者提供一份全面、深入的指南。 本书不涉及特定书目《Fixed and Flapping Wing Aerodynamics for Micro Air Vehicle Applications》中的任何具体内容，而是专注于构建一个坚实的基础，使读者能够理解并分析各种飞行器的气动特性。 本书内容涵盖了空气动力学的基本原理，从流体力学的基础概念出发，逐步深入到更复杂的空气动力学现象。我们首先探讨了流体的基本性质，包括粘性、可压缩性以及不同流态（层流与湍流）的特性，为后续的空气动力学分析奠定理论基础。 第一部分：基础流体力学与气动弹性 在第一部分中，我们将详细阐述流体力学的基础方程，如纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）的推导及其在简化情况下的应用，例如伯努利原理（Bernoulli's Principle）和欧拉方程（Euler Equations）。随后，我们将重点讨论边界层理论（Boundary Layer Theory），这是理解飞行器表面气流分离和阻力来源的关键。边界层的形成、发展以及如何通过设计手段控制其行为（如减阻技术）将在本部分得到详尽的阐述。 空气动力学现象往往与材料的弹性相互作用，因此，本书特别辟出一章专门讨论气动弹性（Aeroelasticity）的基本概念。我们将分析结构载荷与气动载荷之间的耦合作用，介绍颤振（Flutter）、发散（Divergence）等关键现象的判定标准和初步分析方法。这部分内容对于任何涉及柔性结构飞行的系统设计都至关重要。 第二部分：固定翼气动设计原理 第二部分将聚焦于传统固定翼飞行器的气动设计。内容从翼型（Airfoil）的设计理论开始，详细分析不同翼型（如NACA系列）的升力系数、阻力系数以及弯矩系数随迎角变化的关系。我们将深入探讨薄翼型理论（Thin Airfoil Theory）和更精确的势流理论（Potential Flow Theory）在线性气动分析中的应用。 随后，我们将扩展到三维机翼（Finite Wing）的分析。重点内容包括诱导阻力（Induced Drag）的产生机制，以及如何通过使用有限翼上反角、翼尖小翼（Winglets）等结构来优化气动效率。对于高升阻比翼型的设计，本书将引入阻力极值分析（Drag Polar Analysis）的概念，指导读者如何评估和改进翼型的整体性能。 此外，飞行器在不同马赫数下的气动特性变化是现代空气动力学中不可或缺的一部分。本书将用专门的章节讨论跨音速和超音速流动对飞行器气动特性的影响，包括激波的形成、激波与边界层的相互作用，以及如何应用超音速面（Supersonic Area Rule）等设计准则来减小跨音速阻力。 第三部分：旋转与非定常气动学 第三部分着眼于更复杂的运动形式和气动效应。对于旋翼飞行器（Rotorcraft），本书将介绍旋翼叶片在旋转过程中遇到的气动挑战，包括周期性来流（Periodic Inflow）的影响、叶尖失速现象以及如何应用叶素理论（Blade Element Momentum Theory, BEM）进行初步性能估算。 非定常气动学（Unsteady Aerodynamics）是理解复杂飞行任务（如机动飞行、起降过程）的关键。本部分将介绍气动记忆效应（Aerodynamic Memory Effects）和动态失速（Dynamic Stall）现象。我们将探讨如何使用状态空间模型或卷积积分方法来描述物体在加速或振动过程中气动力随时间的变化规律，这对于高动态性飞行器的控制系统设计至关重要。 第四部分：先进气动概念与数值方法 最后一部分将面向更前沿的研究领域和现代工程实践中不可或缺的计算工具。我们将概述计算流体力学（CFD）的基本框架，包括求解Euler方程和Navier-Stokes方程的数值方法（如有限体积法）。重点将放在如何设置合理的边界条件、选择合适的湍流模型（如$k-epsilon$模型或SST模型）以及如何对计算结果进行网格收敛性验证。 此外，本书还将探讨现代气动设计中日益重要的主动流动控制（Active Flow Control）技术。这包括使用射流、等离子体或微型执行器来延迟或恢复气流分离，以期在不改变物理几何形状的条件下提升飞行器的气动性能或控制能力。 全书结构严谨，理论推导详实，配以大量的工程实例和图表，确保读者不仅能掌握理论知识，更能将其应用于实际工程问题的分析与解决之中。本书旨在培养读者独立思考和分析复杂气动问题的能力，是航空航天、机械工程等领域高等学生和专业工程师的理想参考书。

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