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  • 力学丛书 充液系统动力学(精装、正版原版、2002年一版一印!)

力学丛书 充液系统动力学(精装、正版原版、2002年一版一印!)

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  • 作者: 
  • 出版社:   科学出版社
  • 出版时间: 
  • 版次:   一版一印
  • 装帧:   平装
  • 开本:   大32开
  • 页数:   387页
  • 作者: 
  • 出版社:  科学出版社
  • 出版时间: 
  • 版次:  一版一印
  • 装帧:  平装
  • 开本:  大32开
  • 页数:  387页

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上书时间2014-04-12

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  • 商品详情
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  • 商品分类:
    工程技术
    货号:
    yqj
    商品描述:
    第一章 充液系统的运动微分方程 
    §1.1 引言 
    §1.2 刚体的运动学 
    §1.3 液体的运动学 
    §1.4 充液刚体的动量、动量矩和动能 
    §1.5 充液刚体的动力学方程 
    §1.6 液体的边界条件 
    §1.7 考虑表面张力的液体边界条件 
    §1.8 首次积分 
    §1.9 注记 
    第二章 充无旋液体的刚体运动 
    §2.1 引言 
    §2.2 stokes—zhukovskiy势函数 
    §2.3 等效刚体 
    §2.4 椭球腔情形 
    §2.5 轴对称腔情形 
    §2.6 柱形腔情形 
    §2.7 复连通腔情形 
    §2.8 ritz方法 
    §2.9 注记 
    ↓展开全部内容
    前言
       充液系统动力学与控制是一般力学的重要分支,其研究对象是流体—刚体—柔性体—控制相互影响的分布参数大系统.它是一门交叉学科,也是一个非线性和非定常的无限多自由度耦合的复杂系统. 
       在航天高科技设备中,如液体火箭、充液卫星、飞船、航天飞机、单级入轨充液航天器和空间站等,由于充液量的增大和指向精度的严格要求,液体晃动、晃动抑制(控制)及其对控制系统的影响等问题,是当前国际上研究的前沿课题.此外,对于航空与航海中飞机和船舶贮液箱的晃动抑制(控制),以及储油罐的防震等的研究,也有重要的理论指导意义和工程应用价值.在上述工程技术背景下,产生了充液系统动力学与控制新学科,并受到国际科技界的瞩目.特别是1977年由欧空局(ESA)在Toulouse召开国际会议研讨“航天器的姿态控制——由于液体引起的技术与动力学问题”以后,研究工作已向广度和深度的方向发展. 
       充液系统有两个重要的研究方向:自旋稳定的充液系统和三轴稳定的充液系统.按充液量的多少又可分为:全充满液体(全充液)系统和部分充液(半充液)系统;前者的液体只能作旋转运动,而后者还可以引发液体的晃动;在刚性或弹性腔中的液体晃动是一种自由液面的波动(驻波或行波),可能是微幅晃动,也会出现大幅晃动或自由液面的破碎和液体飞溅等现象.一般地说,充液系统的“建模”(创建物理和数学模型)比较重要;其原则是“合理的抽象”:既要简明可行,又要不失真.但当前仍有不少数学问题(理论和计算方法等)以及失重流体力学中的问题还没有很好地解决,为本课题的研究带来很大的困难。对于这类高科技问题,一般需要通过理论研究、数值仿真、地面试验和空间观测等联合作业,方可提0一个可行的实施方案. 
       自1877年Kelvin从试验中观察到充满液体接近球形的容器旋转时,如几何形状由稍扁变为稍长时即可从稳定变为不稳定.Greenhill(1880),Poincare(1910)等许多数学家参与了论证.1885年Zhukovskiy对全充理想无旋液体的刚体运动,建立了“等效刚体”的概念.经理论分析与物理试验相结合,使得问题的研究逐步深化.1945年以后以Ishilinskiy,Sobolev,Moisjev,Stewartson等为代表的“线性理论”学派,应用算子谱理论,推导了充液刚体系统的稳定性判据;Ishilinskiy领导的研究组还进行了充液陀螺系统动力学和稳定性的试验.以Chetajev与Rumjantsev等为代表的“定性理论”学派,由Hamilton-Ostrogradskiy积分变分原理导出了不可压缩流—刚和流—弹耦合系统动力学方程,提出了用首次积分线性组合构造V函数的方法,证明了“关于部分变量稳定性定理”,儿而将Lvapunov理论(其中含旋转流体位形理论)推广应用于充寝系统动力学与稳定性的研究.Wedemeyer进一步考查了粘性流水的影响,补充了Stewartson线性理论,由此导出的充液飞弹稳定性判据与充液飞弹打靶实验结果比较一致.Pfeiffer提出了“准均匀涡旋运动”近似方法,可用于计算非椭球腔内液体流动的特性,是对“椭球腔是流体能实现均匀涡旋运动的惟一几何形状”的Poincar&理论的推广;利用RumJantsev理论,导出了稳定性判据,并用于欧空局(ESA)充液自旋卫星的姿态控制(姿态稳定与姿态扎动),在卫星发射中获得成功. 
       自20世纪60年代起,我国学者已开始了该领域内的研究工乍.在有关高等学校和研究单位,从理论到应用,已获得了多项研究成果. 
       本书是作者及其合作者,在长期完成科研项目和教学工作的基础上,参考国内外有关文献,经过比较系统的总结完成的,其中有重点地反映了本书作者和历届研究生合作的集体成果.本书的部分内容曾以讲稿或专题的方式,在清华大学、上海交通大学和航天部门等协作单位,为研究生和科技人员进授过. 
       本书写作特点和主要内容:比较系统地表述新的建模方法,推导充液系统旋转稳定性判据,分析微重环境下晃动和晃动抑制(控制)的特点,揭示大幅晃动和自由液面破碎以及分叉旋转等强非线性现象的特性.重点叙述充液系统晃动动力学的理论分析和数值模拟方法的研究成果,并重视流—刚—弹—控耦合复杂系统动力学与控制在航天高科技中的应用.本书内容共九章,分六个部分.第一部分为理论建模.第二部分为充液刚体的运动.第三部分为微重条件下液体的微幅晃动,复杂结构充液系统晃动动力学与晃动抑制的研究.第四部分为充液系统的定性理论。第五部分为液体大幅晃动的非线性分析与数值模拟.第六部分为函数空间中充液系统动力学与控制的泛函分析方法.最后的附录为:微分几何基础. 
       本书第一章至第四章和第七章(部分内容)的撰稿由刘延柱完成.本书其它各章节的撰稿以及全书的统稿工作(其中包括:前言、引言、注记、结语等)由王照林完成. 
       本书的主要读者对象是高等学校力学、应用数学、控制、航空航天以及相关专业的高年级大学生、研究生、教师和科技工作者. 
       本书承蒙中国科学院科学出版基金资助出版,本书中的有关科研工作及本书编撰过程中得到国家自然科学基金委员会、高等学校博士学科点专项科研基金委员会、航天部五院、科学出版社以及审稿专家等各方面的支持和帮助,我们对此表示衷心的感谢.我们还要感谢博士生全斌、王士敏、匡金炉、徐建国、李磊、曾江红、程建华、岳宝增、李铁成和研究生黄士涛、廖敏、徐晓云等为本书提供了有关的研究资料并帮助整理书稿.感谢莫斯科大学教授V.V.Rumiantsev院士的指导和关心,感谢北京理工大学梅凤翔教授、北京航空航天大学陆启韶教授和北京控制工程研究所李铁寿研究员,审阅了书稿并写了推荐意见.由于水平所限,书中难免有错误与不妥之处.请批评指正. 
       王照林 刘延柱 
       2001年12月

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