气动弹性力学理论与计算

气动弹性力学理论与计算
出版时间：2014年版
内容简介
　　气动弹性力学是应用力学的一个分支，研究气动力、惯性力和结构力之间的耦合。《气动弹性力学理论与计算》的内容包括气动弹性力学的历史回顾、基础理论以及多方面应用，重点关注固定翼飞机的气动弹性问题。作者William P.Rodden在气动弹性力学的教学和工程应用方面取得的成就广为人知，《气动弹性力学理论与计算》就是他在气动弹性力学领域毕生经验的总结。
目录
1.1气动弹性力学的范畴
1.2气动弹性分析基本概念
1.3气动弹性在航空航天飞行器设计中的作用
1.4力与坐标系
第2章气动弹性问题的简要历史回顾
2.1早期的气动弹性现象实例
2.2航空领域的气动弹性力学
2.3第一次世界大战期间所获得的启示
2.4第一次世界大战后的发展
2.5—些事故统计
2.6第二次世界大战以来的发展
2.7稳定性与操纵性中的气动弹性力学
2.8非定常气动力理论的发展
2.9早期的试验技术
第3章空气动力学：定常与非定常理论
3.1翼型的空气动力特性
3.2非定常二维翼型
3.3动态稳定性导数的估算
3.4非定常位势流理论
3.5机翼和机身的近似解析解
3.6定常流升力面的数值解法
3.7振荡升力面的数值解法
3.8升力面和体干扰的数值解法
3.9气动力影响系数
3.10计算流体力学
第4章结构：变形理论
4.1弯曲和扭转理论基础
4.2能量定理
4.3扭转盒段的剪心和扭转刚度
4.4变刚度弹性轴的变形
4.5柔度影响系数的插值
4.6薄板理论与曲面样条
4.7有限元分析
4.8直接刚度法
4.9由假设变形求刚度矩阵
4.10刚度与柔度的互逆性
4.11利用假设应力求刚度矩阵
第5章振动：频率和模态
5.1单自由度系统
5.2结构阻尼
5.3二自由度系统
5.4弦的振动
5.5杆的扭转振动
5.6梁的弯曲振动
5.7弹性轴的振动
5.8耦合质量矩阵
5.9振动问题的矩阵表述
5.10计算与测量振动模态的正交性
5.11从地面振动试验获得柔度矩阵的方法
第6章准静态气动弹性力学：机动飞行
6.1二维翼段
6.2柔性支持下的刚性后掠机翼
6.3长直机翼
6.4一般翼面形状的影响系数公式
6.5一般布局形式的刚度矩阵方程
6.6有支持飞行器的发散
6.7静气动弹性模态方程
6.8计入动态结构效应的运动方程
6.9速度导数和气动弹性效应对阻力的影响
6.10弹性机翼的上反效应
6.11“刚体”风洞模型试验结果的修正
第7章颤振：动气动弹性稳定性
7.1准定常颤振分析
7.2一阶非定常颤振分析
7.3颤振分析的美国方法（K法）
7.4颤振分析的英国方法（PK法）
7.5广义气动弹性分析方法（GAAM）
7.6颤振相似律参数
7.7操纵面颤振
7.8壁板颤振
7.9螺旋桨／发动机舱的螺旋颤振
7.10T形尾翼颤振
第8章瞬态响应：着陆和阵风载荷
8.1任意时间相关外力的响应
8.2响应计算的数值方法
8.3机动翼剖面上的瞬时升力
8.4二维翼型的离散阵风响应
8.5计算瞬时应力的方法
8.6离散的均匀阵风下飞行器的响应
第9章随机响应：大气扰动和跑道粗糙度
9.1随机载荷的统计学描述
9.2由协方差函数表示的随机响应
9.3由功率谱表示的随机响应
9.4超过指定值的频率
9.5简谐阵风函数
9.6功率谱密度示例
9.7随机大气阵风的设计载荷
9.8随机阵风响应示例
第10章气动伺服弹性：与控制系统相互作用
10.1传递函数
10.2运动方程的状态空间形式
10.3广义振荡气动力近似函数
10.4稳定性分析结果的介绍
10.5主动控制设计
10.6结构模态控制系统设计
10.7阵风减缓系统设计
10.8颤振抑制系统设计
第11章热气动弹性：高速大气飞行
11.1受热结构的大变形
11.2气动加热
11.3热气动弹性颤振算例
第12章气动弹性设计：优化
12.1气动弹性优化
12.2数值优化基础
12.3气动弹性响应
12.4设计灵敏度
12.5气动弹性设计灵敏度
12.6优化器
12.7气动弹性设计实例
附录A矩阵算法
A.1定义
A.2加法和减法
A.3乘法
A.4逆运算
A.5微分运算
A.6积分运算
A.7矩阵分块
A.8特征值与特征向量
附录B拉普拉斯变换和傅里叶变换
B.1拉普拉斯变换
B.2拉普拉斯变换的一般性质
B.3简单函数的拉普拉斯变换
B.4采用拉普拉斯变换列表求解微分方程
B.5拉普拉斯反变换
B.6傅里叶变换
附录C概率与概率分布
C.1基本概念
C.2随机变量及其概率函数
C.3期望值与矩
C.4高斯分布
C.5瑞利分布
附录D偶极子格网法的发展
摘要
D.1引言
D.2偶极子格网法
D.3方法的发展
D.4偶极子格网法的发表
D.5后续的发展
D.6近期发展
D.7评述总结
献辞
结语
附录E刚体飞行器飞行力学
摘要
E.1引言
E.2符号
E.3矢量运动方程
E.4标量运动方程
结论
附录F与联邦航空局往来的信件
附录G伽辽金——传记和他的方法
G.1伽辽金传记
G.2伽辽金法
附录H自传
参考文献