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第1章 绪论1

1.1 高超声速飞行器的流动控制概念1

1.2 国内外研究现状4

1.2.1 控制弓形激波4

1.2.2 控制Ⅳ型激波干扰7

1.2.3 控制进气捕获9

1.2.4 控制边界层12

1.2.5 控制马赫反射结构15

1.3 研究现状分析18

1.3.1 研究工作总结18

1.3.2 研究趋势及建议18

1.4 本书研究内容19

第2章 激光控制高超声速流场的研究方法21

2.1 数值计算方法21

2.1.1 控制方程和计算方法21

2.1.2 能量沉积模型22

2.1.3 程序验证24

2.2 实验研究方法27

2.2.1 高超声速激波风洞27

2.2.2 黑白和彩色纹影测量系统31

2.2.3 压力测量系统35

2.2.4 激光能量加注系统36

2.2.5 时序同步控制系统37

2.3 小结39

第3章 激光减阻机理与方法40

3.1 钝头体模型和计算方法40

3.2 单脉冲激光能量与弓形激波相互作用机制42

3.2.1 流场演化过程42

3.2.2 降低压力和温度效果评估44

3.3 高重频激光减阻过程47

3.4 关键因素对减阻的影响49

3.4.1 激光频率对减阻性能的影响49

3.4.2 关键无量纲因子的提炼54

3.4.3 能量注入位置对减阻性能的影响57

3.4.4 能量注入大小对减阻性能的影响60

3.4.5 来流马赫数对减阻性能的影响64

3.5 小结65

第4章 激光能量控制Ⅳ型激波干扰67

4.1 计算模型和六类激波干扰特性67

4.1.1 Ⅰ型激波干扰69

4.1.2 Ⅱ型激波干扰71

4.1.3 Ⅲ型激波干扰73

4.1.4 Ⅳ型激波干扰76

4.1.5 Ⅴ型激波干扰77

4.1.6 Ⅵ型激波干扰80

4.2 沉积单脉冲激光能量控制Ⅳ型激波干扰83

4.2.1 流场演化过程83

4.2.2 激光能量对驻点压力和温度的影响85

4.3 沉积高频率激光能量控制Ⅳ型激波干扰87

4.3.1 流场演化过程88

4.3.2 能量注入位置对控制效果的影响90

4.3.3 能量注入大小对控制效果的影响92

4.4 小结94

第5章 激光能量形成的虚拟唇口96

5.1 进气道模型和参数定义96

5.1.1 进气道模型及尺寸96

5.1.2 进气道性能定义98

5.2 来流马赫数低于设计马赫数对进气道性能的影响99

5.3 虚拟唇口的形成和作用机制102

5.4 连续激光能量注入形成的虚拟唇口104

5.4.1 等离子体区域体积一定时不同激光功率对控制效果的影响104

5.4.2 进气道来流捕获率控制效果与激光注入区域体积的关系109

5.4.3 激光能量注入位置对控制效果的影响113

5.5 脉冲激光能量注入参数的优化127

5.5.1 能量注入位置对进气捕获的影响127

5.5.2 能量注入大小对进气捕获的影响130

5.5.3 不同来流马赫数下的控制方案132

5.6 小结135

第6章 激光控制激波反射结构137

6.1 进气道双尖楔简化构型137

6.2 脉冲激光控制激波反射结构原理140

6.3 关键参数对反射结构控制的影响144

6.3.1 激光注入位置对控制效果的影响145

6.3.2 激光能量大小对控制效果的影响150

6.3.3 来流马赫数对控制效果的影响152

6.4 实验研究结果153

6.5 小结155

参考文献157

编后记165