返回 飞机气动设计与计算
欢迎来到本书配套的在线学习资源,用于学习如何使用计算软件进行飞机空气动力学设计。本书的指导原则是通过使用现成的软件进行计算来学习。通过这种“在做中学”的教学方法,学生可以在指导下通过练习、教程和扩展大作业来学习空气动力学设计。完成这些练习所获得的经验将帮助学生完成学期项目大作业、毕业设计,或撰写大学四年级、硕士或者博士论文。实践作业并未在书中展示,而是在本网站上发布。本书中的许多示例使用了公共开源软件,这些软件也可以在此找到。这里提供了软件下载链接和文档,以及不同软件包的主页和开发者页面的链接。
Airinnova网站中(请点击这里)在“软件资源”页面上提供了一个已安装所有需要软件的虚拟机,以及用于某些练习和作业的matlab或python脚本文件。
以下提供了一个按照章节结构排序的可下载的zip文件。它遵循本页面上的章节结构,并且必要的库已经在提供的脚本中自动调用了。除非你非常确定,否则请不要随意修改它们。该目录章节结构可以复制到虚拟机中。第1、3和4章是只需要matlab(或Octave)的练习,这三章也可以在虚拟机之外运行。注:大多数Linux系统(如Ubuntu)及其虚拟机,均附带Octave。但如果你使用Windows系统,则必须先安装Matlab或者Octave。
示例:第1章中的优化任务
例如,第1章提供了非线性优化算法设计的概述,并且位于.../Ch1
目录下的.../Ch1 opt1.m
和 opt2.m
脚本已经设置好可以直接运行。可以通过命令行窗口启动Octave用户界面来运行脚本,使得学生可以交互式地浏览、检查、修改和运行这些m文件:
>octave --gui &
该脚本也可以在无用户界面的命令行直接运行:
>octave opt1.m
这种模式会在计算完成后直接退出。这种模式不太方便,因为运行期间生成的图形最后都会被关闭。第1章的脚本需要Octave 优化工具箱 optim
, 该工具箱已经在虚拟机中安装,但每次使用它时需要在Octave中先加载。这些工作在提供的脚本中均已经处理好了。
接下来的任务是让学生修改脚本和相关函数(如 objf.m
和 constr.m
)以解决另一个性能优化问题。第1章真正的挑战时外形优化。这需要通过计算流体力学(CFD)进行流场模拟,而这些示例将会在第3章,即涡流法 (VLM) 模型讲解时再详细讨论。
教学方法
在标准课程中,讲师会进行演示和实际操作,以展示所讲内容是如和运作完成的。然后,在每次课中,讲师通常也会提供相关的教程、实验操作手册、含有复习题的自学材料,这些内容会随着课程的展开而逐步提供。这些给学生提出的问题,通常要求学生阅读章节的部分内容,而这些内容在课堂教学中常常未详细涵盖。
第1章:空气动力设计导论 [pdf]
第2章:流动物理和数学模型 [pdf]
第3章:机翼设计中的概念和计算模型 [pdf]
第4章:欧拉方程和有限体积法 [pdf]
第5章:计算机辅助飞机设计和自动网格生成 [pdf]
第6章:定长和非定常流动的计算流体动力学 [pdf]
第7章:翼型流动的快速计算 [pdf]
第8章:翼型设计的考虑 [pdf]
第9章:机翼设计的考虑 [pdf]
第10章:布局开发和飞行品质 [pdf]
第11章:气动载荷-结构的相互作用和气动弹性效应 [pdf]
练习和实验
如果上面的练习题文本一样,本书练习包含的文档、库和m文件脚本按章节组织提供。整个目录已经打包到这个zip文件中: [zipfile]