第一章高速流體中的沖擊波現(xiàn)象概述第二章一維可壓縮流動(dòng)中的Rankine-Hugoniot關(guān)系第三章沖擊波數(shù)值模擬方法第四章沖擊波實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)第五章沖擊波在航空航天領(lǐng)域的工程應(yīng)用第六章沖擊波理論的未來(lái)發(fā)展方向01第一章高速流體中的沖擊波現(xiàn)象概述第1頁(yè)：引言——沖擊波在現(xiàn)實(shí)世界中的展現(xiàn)沖擊波研究的科學(xué)意義對(duì)流體力學(xué)、熱力學(xué)、材料科學(xué)的貢獻(xiàn)沖擊波現(xiàn)象的觀測(cè)與測(cè)量實(shí)驗(yàn)技術(shù)與數(shù)值模擬方法第2頁(yè)：分析——沖擊波形成的物理原理激波的數(shù)學(xué)描述守恒律、特征線、激波條件激波的物理本質(zhì)流體力學(xué)中的連續(xù)介質(zhì)模型與非線性效應(yīng)激波的數(shù)學(xué)描述守恒律、特征線、激波條件激波的物理本質(zhì)流體力學(xué)中的連續(xù)介質(zhì)模型與非線性效應(yīng)激波的數(shù)學(xué)描述守恒律、特征線、激波條件激波的物理本質(zhì)流體力學(xué)中的連續(xù)介質(zhì)模型與非線性效應(yīng)第3頁(yè)：論證——沖擊波的多物理場(chǎng)耦合效應(yīng)沖擊波與化學(xué)的耦合沖擊波中的化學(xué)反應(yīng)與產(chǎn)物生成沖擊波與生物學(xué)的耦合沖擊波對(duì)生物組織的影響與防護(hù)第4頁(yè)：總結(jié)——本章核心概念與延伸問題沖擊波的實(shí)驗(yàn)技術(shù)激波管、高速攝影、壓力傳感器沖擊波的數(shù)值模擬有限差分、有限體積、有限元方法02第二章一維可壓縮流動(dòng)中的Rankine-Hugoniot關(guān)系第5頁(yè)：引言——Rankine-Hugoniot關(guān)系的基礎(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)景Rankine-Hugoniot關(guān)系的數(shù)值模擬與有限差分、有限體積方法的結(jié)合Rankine-Hugoniot關(guān)系的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器Rankine-Hugoniot關(guān)系的理論意義流體力學(xué)中的基本關(guān)系式，與Euler方程的關(guān)聯(lián)Rankine-Hugoniot關(guān)系的應(yīng)用意義航空航天工程、爆炸防護(hù)、超聲波醫(yī)療Rankine-Hugoniot關(guān)系的未來(lái)研究方向多尺度耦合、人工智能、新材料探索第6頁(yè)：分析——Rankine-Hugoniot關(guān)系的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與物理意義Rankine-Hugoniot關(guān)系的數(shù)值模擬與有限差分、有限體積方法的結(jié)合Rankine-Hugoniot關(guān)系的理論意義流體力學(xué)中的基本關(guān)系式，與Euler方程的關(guān)聯(lián)Rankine-Hugoniot關(guān)系的應(yīng)用意義航空航天工程、爆炸防護(hù)、超聲波醫(yī)療Rankine-Hugoniot關(guān)系的未來(lái)研究方向多尺度耦合、人工智能、新材料探索Rankine-Hugoniot關(guān)系的應(yīng)用實(shí)例超音速飛行器機(jī)翼前緣激波計(jì)算第7頁(yè)：論證——Rankine-Hugoniot關(guān)系的擴(kuò)展與修正Rankine-Hugoniot關(guān)系的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器Rankine-Hugoniot關(guān)系的數(shù)值模擬與有限差分、有限體積方法的結(jié)合Rankine-Hugoniot關(guān)系的理論意義流體力學(xué)中的基本關(guān)系式，與Euler方程的關(guān)聯(lián)Rankine-Hugoniot關(guān)系的應(yīng)用意義航空航天工程、爆炸防護(hù)、超聲波醫(yī)療第8頁(yè)：總結(jié)——Rankine-Hugoniot關(guān)系的核心價(jià)值與局限Rankine-Hugoniot關(guān)系的數(shù)值模擬Rankine-Hugoniot關(guān)系的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Rankine-Hugoniot關(guān)系的理論意義與有限差分、有限體積方法的結(jié)合激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器流體力學(xué)中的基本關(guān)系式，與Euler方程的關(guān)聯(lián)03第三章沖擊波數(shù)值模擬方法第9頁(yè)：引言——從解析解到數(shù)值模擬的必要性數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)數(shù)值模擬的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值模擬的數(shù)值模擬流體力學(xué)方程、數(shù)值方法激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器有限差分、有限體積、有限元方法第10頁(yè)：分析——有限體積法（FVM）的原理與應(yīng)用FVM的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器FVM的數(shù)值模擬與有限差分、有限體積方法的結(jié)合FVM的理論意義流體力學(xué)中的基本關(guān)系式，與Euler方程的關(guān)聯(lián)FVM的應(yīng)用意義航空航天工程、爆炸防護(hù)、超聲波醫(yī)療第11頁(yè)：論證——高分辨率激波捕捉算法時(shí)間步進(jìn)技術(shù)Runge-Kutta方法與穩(wěn)定性分析實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器第12頁(yè)：總結(jié)——數(shù)值模擬技術(shù)的關(guān)鍵要素后處理技術(shù)結(jié)果可視化離散格式精度與穩(wěn)定性04第四章沖擊波實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)第13頁(yè)：引言——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在沖擊波研究中的角色實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的數(shù)值模擬流體力學(xué)方程、實(shí)驗(yàn)方法激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器有限差分、有限體積、有限元方法第14頁(yè)：分析——激波管實(shí)驗(yàn)技術(shù)激波管的局限性激波管的應(yīng)用場(chǎng)景激波管的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波質(zhì)量受限于幾何形狀航空航天、爆炸防護(hù)、超聲波醫(yī)療激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影、壓力傳感器第15頁(yè)：論證——光學(xué)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用干涉測(cè)量技術(shù)的原理測(cè)量密度/溫度變化紋影技術(shù)的應(yīng)用沖擊波形狀測(cè)量陰影技術(shù)的應(yīng)用沖擊波溫度測(cè)量干涉測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用沖擊波密度測(cè)量紋影技術(shù)的局限性無(wú)法測(cè)量溫度梯度第16頁(yè)：總結(jié)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)的關(guān)鍵要素干涉測(cè)量技術(shù)測(cè)量密度/溫度變化激波管實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)控制高速攝影成像技術(shù)與圖像處理壓力傳感器測(cè)量激波壓力變化紋影技術(shù)顯示密度梯度05第五章沖擊波在航空航天領(lǐng)域的工程應(yīng)用第17頁(yè)：引言——沖擊波與航空航天工程的淵源沖擊波的研究沖擊波的應(yīng)用沖擊波的研究趨勢(shì)理論模型、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證航空航天、爆炸防護(hù)、超聲波醫(yī)療多尺度耦合、人工智能、新材料探索第18頁(yè)：分析——沖擊波/邊界層干擾控制理論解釋邊界層理論、湍流模型應(yīng)用實(shí)例超音速飛行器機(jī)翼前緣激波干擾的影響氣動(dòng)阻力、熱應(yīng)力控制方法吹吸孔、可調(diào)幾何外形實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影數(shù)值模擬有限差分、有限體積第19頁(yè)：論證——沖擊波/激波交會(huì)控制應(yīng)用實(shí)例高超聲速飛行器機(jī)翼前緣激波交會(huì)的影響氣動(dòng)噪聲、結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方法可調(diào)幾何外形、吸波材料實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影數(shù)值模擬有限差分、有限體積理論解釋激波理論、結(jié)構(gòu)力學(xué)第20頁(yè)：總結(jié)——沖擊波控制的工程挑戰(zhàn)材料選擇吸波材料、耐高溫材料實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影06第六章沖擊波理論的未來(lái)發(fā)展方向第21頁(yè)：引言——沖擊波研究的時(shí)代背景沖擊波的未來(lái)機(jī)遇新興技術(shù)、交叉學(xué)科、國(guó)際合作沖擊波的未來(lái)挑戰(zhàn)理論突破、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用拓展沖擊波的控制激波管理、熱防護(hù)材料沖擊波的研究理論模型、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證沖擊波的應(yīng)用多尺度耦合、人工智能、新材料探索沖擊波的社會(huì)意義國(guó)家安全、公共安全、環(huán)境保護(hù)第22頁(yè)：分析——多尺度沖擊波耦合研究多尺度耦合的必要性沖擊波與熱力學(xué)的相互作用多尺度耦合的理論模型連續(xù)介質(zhì)模型、非線性效應(yīng)多尺度耦合的數(shù)值模擬自適應(yīng)網(wǎng)格、多物理場(chǎng)耦合算法多尺度耦合的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激波管實(shí)驗(yàn)、高速攝影多尺度耦合的理論意義流體力學(xué)、熱力學(xué)多尺度耦合的應(yīng)用意義多尺度耦合、人工智能、新材料探索第23頁(yè)：論證——人工智能在沖擊波研究中的應(yīng)用人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景沖擊波預(yù)測(cè)、控制、優(yōu)化人工智能的理論基礎(chǔ)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)人工智能的數(shù)值模擬機(jī)器學(xué)習(xí)模型、深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)人工智能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證高速攝影、高速攝像人工智能的理論意義流體力學(xué)、熱力學(xué)人工智能的應(yīng)用意義多尺度