| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第20-37页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第20-22页 |
| 1.2 气动优化关键技术研究进展 | 第22-33页 |
| 1.2.1 参数化建模与网格生成技术 | 第22-24页 |
| 1.2.2 CFD数值模拟方法 | 第24-31页 |
| 1.2.3 优化算法与代理模型技术 | 第31-33页 |
| 1.3 高保真度气动优化研究进展 | 第33-34页 |
| 1.4 论文研究目的与章节安排 | 第34-37页 |
| 第2章 复杂流动的CFD模拟方法 | 第37-93页 |
| 2.1 量热完全气体流动控制方程 | 第37-39页 |
| 2.2 湍流与转捩模型 | 第39-46页 |
| 2.2.1 k-ω TNT模型 | 第40-41页 |
| 2.2.2 k-ω SST模型 | 第41-42页 |
| 2.2.3 γ-Reθt转捩模型 | 第42-45页 |
| 2.2.4 简化的转捩模型 | 第45-46页 |
| 2.3 高温热化学非平衡流动 | 第46-52页 |
| 2.3.1 流动控制方程 | 第47-48页 |
| 2.3.2 化学反应模型 | 第48-49页 |
| 2.3.3 热力学关系式 | 第49-51页 |
| 2.3.4 混合气体输运系数 | 第51-52页 |
| 2.4 数值计算方法 | 第52-68页 |
| 2.4.1 控制方程的离散 | 第52-53页 |
| 2.4.2 通量计算方法 | 第53-55页 |
| 2.4.3 MUSCL插值方法 | 第55-57页 |
| 2.4.4 LU-SGS时间推进方法 | 第57-61页 |
| 2.4.5 当地时间步长 | 第61-62页 |
| 2.4.6 初始和边界条件 | 第62-64页 |
| 2.4.7 并行计算 | 第64页 |
| 2.4.8 算例验证 | 第64-68页 |
| 2.5 高超声速湍流计算的收敛特性 | 第68-75页 |
| 2.5.1 计算格式的影响 | 第69-70页 |
| 2.5.2 限制器的影响 | 第70-71页 |
| 2.5.3 湍流时间步长的影响 | 第71-72页 |
| 2.5.4 湍流量限制的影响 | 第72-73页 |
| 2.5.5 CFL数的影响 | 第73页 |
| 2.5.6 LU-SGS内迭代次数的影响 | 第73-74页 |
| 2.5.7 不同湍流模型的收敛性差异 | 第74-75页 |
| 2.6 高速湍流流动数值模拟 | 第75-80页 |
| 2.6.1 高超声速二维压缩拐角 | 第75-77页 |
| 2.6.2 高超声速三维锥柱裙 | 第77页 |
| 2.6.3 非对称激波/边界层干扰 | 第77-80页 |
| 2.7 基于简化转捩模型的转捩流动数值模拟 | 第80-86页 |
| 2.7.1 零压力梯度平板 | 第80页 |
| 2.7.2 Aerospatial-A翼型 | 第80-82页 |
| 2.7.3 S809翼型 | 第82-83页 |
| 2.7.4 高超声速平板 | 第83-84页 |
| 2.7.5 高超声速双楔 | 第84-86页 |
| 2.8 高速流动下的转捩模型压缩性修正 | 第86-91页 |
| 2.8.1 高超声速平板 | 第88-89页 |
| 2.8.2 高超声速双楔 | 第89-90页 |
| 2.8.3 高超声速圆锥 | 第90-91页 |
| 2.9 本章小结 | 第91-93页 |
| 第3章 高保真度气动外形优化设计方法 | 第93-124页 |
| 3.1 参数化建模方法 | 第93-96页 |
| 3.1.1 二次曲线法 | 第93-95页 |
| 3.1.2 自由变形法 | 第95-96页 |
| 3.2 结构网格生成方法 | 第96-98页 |
| 3.2.1 基于偏微分方程方法的网格自动生成 | 第96-97页 |
| 3.2.2 基于无限插值方法的动网格生成 | 第97-98页 |
| 3.3 参数化建模与网格生成实例 | 第98-103页 |
| 3.3.1 类HTV-2升力体 | 第98-102页 |
| 3.3.2 RAE2822翼型 | 第102页 |
| 3.3.3 NACA64A010机翼 | 第102-103页 |
| 3.3.4 类X-33升力体 | 第103页 |
| 3.4 局部优化算法 | 第103-105页 |
| 3.5 全局优化算法 | 第105-116页 |
| 3.5.1 遗传算法 | 第105-106页 |
| 3.5.2 粒子群优化算法及其改进 | 第106-112页 |
| 3.5.3 量子粒子群优化算法及其改进 | 第112-116页 |
| 3.6 代理模型技术 | 第116-122页 |
| 3.6.1 试验设计 | 第117页 |
| 3.6.2 响应面代理模型 | 第117-118页 |
| 3.6.3 径向基函数代理模型 | 第118-119页 |
| 3.6.4 基于空间变化形状参数的径向基函数代理模型 | 第119页 |
| 3.6.5 代理模型精度评估 | 第119-122页 |
| 3.6.6 基于代理模型的气动优化流程 | 第122页 |
| 3.7 本章小结 | 第122-124页 |
| 第4章 典型飞行器外形的气动优化 | 第124-155页 |
| 4.1 基于局部优化算法的气动外形优化 | 第124-132页 |
| 4.1.1 自然层流翼型 | 第124-125页 |
| 4.1.2 高速翼型 | 第125-127页 |
| 4.1.3 钝锥外形 | 第127-129页 |
| 4.1.4 后体/尾喷管 | 第129-132页 |
| 4.2 基于全局优化算法的气动外形优化 | 第132-154页 |
| 4.2.1 高超声速再入飞行器多目标优化 | 第132-137页 |
| 4.2.2 基于IRBF代理模型的气动优化 | 第137-142页 |
| 4.2.3 考虑高温气体效应的气动优化 | 第142-144页 |
| 4.2.4 高超声速升力体气动力优化 | 第144-148页 |
| 4.2.5 基于转捩模型的升力体气动热优化 | 第148-154页 |
| 4.3 本章小结 | 第154-155页 |
| 第5章 气动特性不确定性分析与稳健优化方法 | 第155-173页 |
| 5.1 不确定性与灵敏度分析方法 | 第155-162页 |
| 5.1.1 不确定性分析方法 | 第155-158页 |
| 5.1.2 灵敏度分析方法 | 第158-159页 |
| 5.1.3 函数测试 | 第159-162页 |
| 5.2 典型外形的气动特性不确定性和灵敏度分析 | 第162-169页 |
| 5.2.1 超临界翼型 | 第162-164页 |
| 5.2.2 高速菱形翼型 | 第164-166页 |
| 5.2.3 高超声速平板 | 第166-167页 |
| 5.2.4 高超声速升力体 | 第167-169页 |
| 5.3 超临界翼型稳健优化 | 第169-172页 |
| 5.4 本章小结 | 第172-173页 |
| 第6章 总结与展望 | 第173-177页 |
| 6.1 论文主要结论与创新点 | 第173-175页 |
| 6.2 后续工作展望 | 第175-177页 |
| 参考文献 | 第177-190页 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 | 第190-192页 |
| 附录：空气化学反应模型和组分常数表 | 第192-194页 |