大型客机、运输机、战斗机、巡航导弹等飞行器不仅会经历跨声速飞行状态，而且很多以跨声速巡航来获得高的飞行效率。在跨声速状态下，这些飞行器除了会面临因激波-附面层干扰导致的复杂气动问题，还会面临各种各样跨声速气动弹性问题的困扰。跨声速气动弹性的复杂性源于跨声速流动的非线性和非定常特性，存在准确模拟难，机理分析难、解决方案匮乏等诸多难点。主要体现为：（1）跨声速流动特有的强非线性和弱稳定性特征，导致飞行器颤振边界常在跨声速区出现凹坑，也成为飞行包线进一步拓展的瓶颈，凸显了跨声速气动弹性问题的重要性。（2）很多跨声速气动弹性问题的诱发机理不清晰。例如，跨声速区域频繁发生的局部结构振动，到底是抖振导致的结构响应，还是流固耦合所致的局部非线性颤振？跨声速颤振边界的分散度为何很大，并常伴随不连续或迟滞现象？为何跨声速状态下才发生操纵面的嗡鸣现象？跨声速抖振状态下，为何会发生结构振动频率不跟随流动抖振频率而锁定于结构固有频率的“锁频”现象？等等。（3）飞行实验环节跨声速气动弹性故障频发，工程设计缺乏准则。很多新机设计直到试飞环节才暴露出各种跨声速气动弹性问题，工程师不得不花费很大代价去补救，严重耽搁了设计进程，甚至影响了飞机性能。造成这一现象的原因是，对跨声速气动弹性诱发机理的认识还不够深刻，工程师缺乏有力、准确的跨声速气动弹性特性评估手段，缺乏系统性的跨声速气动弹性设计准则。而这又和跨声速气动弹性问题的复杂性密不可分，设计师对其研究的深入程度远不及其他经典气动弹性问题，跨声速气动弹性动力学的复杂性远超设计师现有的理解。
鉴于以上原因，作者在过去十余年，针对跨声速气动弹性力学的复杂现象及其诱发机理开展了较系统性的研究。以空气动力学降阶模型和所提出的跨声速气动模态为切入点，系统性地研究了结构模态和气动模态的耦合模式与复杂气动弹性现象的关联性。研究内容不仅涉及跨声速气动弹性的静/动力学数值模拟和分析方法，还涉及跨声速单自由度颤振的机理及条件、跨声速抖振状态下的结构锁频诱发机理、跨声速颤振和抖振的伴生与博弈、刚度释放导致的跨声速抖振边界降低，以及跨声速抖振的主/被动控制等。
↑点击图片购买本书↑
作者简介高传强，男，年8月生，西北工业大学教授，博导。主持国家自然科学基金，国防基础研究基金等课题10余项。入选国家博士后创新人才支持计划，获得陕西省优秀博士学位论文，国防科技进步二等奖等。研究方向包括气动弹性力学，流动控制，以及数据驱动的多场耦合模型与应用等。代表性成果发表在ProgressinAerospaceScience，JournalofFluidMechanics，AIAAJournal等力学与航空航天领域顶级期刊。担任中国空气动力学会风能空气动力学专业委员会副主任、气动弹性力学专业委员会委员等。
张伟伟，男，年8月出生，西北工业大学教授，博导，教育部长江学者特聘教授，现任航空学院副院长，流体力学智能化国际联合研究所中方负责人。曾获教育部新世纪优秀人才，国家自然科学基金委优秀青年基金，航空学会青年科技奖，空气动力学会首届青年科技奖，陕西省中青年科技领军人才等。主要从事飞行器气动弹性力学、智能流体力学、非定常空气动力学与流动控制等方面的研究。相关研究获得省部级科研成果奖4项。发表论文余篇，国内外特邀报告30余次。主持包括国家自然科学基金集成项目在内的20余项国家级项目。担任中国空气动力学会副理事长，智能流体力学专业组主任、空气弹性力学专业委员会副主任，中国力学学会流固耦合力学专业委员会副主任、智能流体力学产业联合体副理事长兼秘书长，AerospaceScienceandTechnology，TheoreticalAndAppliedMechanicsLetters，AdvancesinAppliedMathematicsandMechanics，AdvancesinAerodynamics等国际知名期刊编委，航空学报智能专刊执行主编（），力学学报英文版智能流体力学专栏（）执行主编，PhysicsofFluids智能流体力学专刊（）客座编委，航空学报、中国空气动力学学报、气体物理、航空科学技术、航空工程进展、航空知识等期刊青年编委。
内容简介《跨声速气动弹性力学》是跨声速气动弹性力学方面的专著，是作者针对当前跨声速气动弹性力学的复杂现象及其诱发机理研究所取得的系列成果的总结，包括跨声速气动弹性的数值模拟和分析方法、跨声速流动稳定性分析及建模方法、跨声速嗡鸣的诱发机理及触发条件、跨声速抖振状态下结构锁频的诱发机理、跨声速颤振和抖振的博弈、流固耦合导致的跨声速抖振边界降低以及跨声速抖振的主/被动控制等。这些内容可以帮助读者理解相关跨声速气动弹性复杂性的根源及其诱发机理，指导工程实践。目录速览
前言
第1章 绪论 11.1 气动弹性问题概述 11.2 跨声速复杂流动 21.3 跨声速气动弹性研究现状 51.3.1 稳定性问题 51.3.2 响应问题 71.3.3 目前研究的局限性 81.4 跨声速气动弹性控制研究进展 91.5 本章小结 11第2章 跨声速复杂流动的数值模拟 .1 数值仿真综述 .2 基于非结构网格技术的流动仿真 .2.1 网格技术 .2.2 流动控制方程及时空离散 .2.3 湍流模型 .3 跨声速翼型抖振算例验证 .3.1 参数敏感性研究 .3.2 抖振载荷预测 .3.3 抖振边界预测 .4 机翼跨声速抖振算例验证 .4.1 CRM模型介绍 .4.2 定常算例验证 .4.3 抖振特性分析 .5 本章小结 40第3章 流动稳定性分析及建模 .1 综述 .2 基于DMD技术的流动稳定性分析 .2.1 DMD分析方法 .2.2 流动的稳定性分析 .3 基于ARX模型的不稳定流动建模 .3.1 ARX模型及建模过程 .3.2 不稳定定常解 .3.3 模型辨识 .3.4 不稳定系统的截断 .4 基于ERA技术的非定常流动建模 .4.1 ERA建模方法简介 .4.2 模型建立 .5 气动模态的识别和提取 .6 本章小结 70第4章 跨声速气动弹性分析方法及验证 .1 引言 .2 CFD/CSD时域耦合求解方法 .3 基于ROM的颤/抖振统一分析模型 .4 算例验证 .4.1 振荡翼型非定常气动力 .4.2 HIRENASD机翼静气动弹性 .4.3 BACT模型颤振 .4.4 AGARDWing.6机翼颤振 .4.5 NSAP机翼嗡鸣 .5 本章小结 90第5章 跨声速颤振 .1 AGARDWing.6机翼跨声速颤振边界分散机理研究 .1.1 颤振边界分散现象 .1.2 参数敏感性分析 .1.3 气动特征模态提取 .1.4 气动模态扰动与颤振边界的关系 .2 跨声速嗡鸣特性研究 .2.1 跨声速嗡鸣与跨声速抖振的关联性 .2.2 嗡鸣发生的结构频率范围 .2.3 嗡鸣的功能解释 .3 跨声速嗡鸣机理研究 .3.1 基于降阶模型的嗡鸣特性预测 .3.2 A/B型嗡鸣机理分析 .3.3 C型嗡鸣机理分析 .3.4 A/B型和C型嗡鸣的比较和讨论 .4 本章小结 第6章 跨声速抖振及相关气动弹性问题 6.1 抖振与颤振的博弈及其机理研究 .1.1 研究状态选取 .1.2 颤/抖振伴生与博弈现象 .1.3 博弈机理分析 .2 弹性特征对跨声速抖振始发边界的影响 .2.1 结构参数影响研究 .2.2 抖振边界降低 .3 跨声速抖振锁频及诱发机理 .3.1 锁频特性分析 .3.2 锁频诱发机理研究 .3.3 质量比的影响 .4 本章小结 第7章 跨声速气动弹性本质及判别 .1 跨声速气动弹性问题的本质分析 .2 跨声速气动弹性故障模式判别与故障排除建议 .3 本章小结 第8章 跨声速气动弹性控制研究 .1 气动弹性控制研究概述 .2 跨声速嗡鸣抑制研究 .2.1 俯仰阻尼导数——嗡鸣触发的定量判据 .2.2 基于代理模型的优化设计框架 .2.3 基于外形优化的跨声速嗡鸣抑制 .3 跨声速抖振控制研究模型及方案 .4 基于CFD仿真的主动控制 .4.1 开环控制 .4.2 闭环控制 .5 基于ROM的闭环控制律设计 .5.1 极点配置 .5.2 LQR控制 .5.3 控制律鲁棒性检验 .5.4 最优控制律的讨论 .6 被动反馈控制 .6.1 控制模型 .6.2 控制机理分析 .6.3 参数影响研究 .7 本章小结 参考文献 科学出版社传播科学，创造未来。篇原创内容