液体火箭发动机优化设计

鉴于目前国内外还鲜有专门针对液体火箭发动机优化设计的著作，为满足相关专业学生和工程设计人员的需要，在民用航天计划和北京航空航天大学的支持下，作者结合相关研究报告和教学讲义编著了《液体火箭发动机优化设计》。
　　《液体火箭发动机优化设计》系统介绍了液体火箭发动机优化设计的相关理论和方法，包括经典的局部优化算法、全局智能优化算法和优化设计中常用的相关技术，如多目标处理、建立近似模型等；以我国新一代运载火箭主发动机YF-100液氧／煤油发动机和YF-77液氧／液氢发动机为研究对象，对发动机系统、燃烧装置、旋转装置以及管路阀门等进行了系统全面的仿真与优化设计方法介绍。
　　《液体火箭发动机优化设计》适合相关专业的研究生和工程技术人员学习参考。

蔡国飙，北京航空航天大学教授、教育部高等学校航空航天类专业教学指导委员会主任委员、“航天器设计优化与动态模拟技术”教育部重点实验室主任、长江学者特聘教授、973首席科学家、国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”、享受国务院特殊津贴专家，探月工程嫦娥三号、嫦娥四号任务突出贡献者，中国优秀博士后和全国优先博士后。长期从事航空航天领域的教学科研工作，在火箭发动机仿真优化与重复使用技术、固液混合动力火箭技术、火箭发动机喷流效应及防护技术方面开展了卓有成效的研究，获国家技术发明二等奖2项、国防和军队科技一等奖4项、北京市教育教学成果一等奖1项。

第1章 绪论
1．1 液体火箭发动机的发展历程
1．2 液体火箭发动机设计技术的发展趋势
1．3 液体火箭发动机优化设计的发展概况
1．4 优化设计对液体火箭发动机研制的重要意义

第2章 优化设计的基本概念
2．1 优化问题的数学描述
2．1．1 设计变量
2．1．2 目标函数
2．1．3 约束条件
2．1．4 优化设计模型
2．2 优化问题的分类
2．2．1 连续优化与离散优化
2．2．2 确定性优化与不确定性优化
2．3 优化算法
2．4 优化问题的解
2．4．1 凸函数
2．4．2 最优解的存在性和唯一性
2．4．3 最优性的充分和必要条件
2．4．4 判断全局最优解的方法
2．4．5 算法的收敛速度和终止准则

第3章 常用的经典优化算法
3．1 一维搜索算法
3．1．1 进退法
3．1．2 序列消去法
3．1．3 二次插值法
3．2 无约束优化方法
3．2．1 最速下降法
3．2．2 牛顿法
3．2．3 拟牛顿法
3．2．4 鲍威尔法
3．2．5 单纯形法
3．3 约束优化方法
3．3．1 外罚函数法
3．3．2 内罚函数法
3．3．3 二次规划算法
3．3．4 序列二次规划法

第4章 群智能优化算法
4．1 概述
4．2 粒子群优化算法
4．2．1 标准粒子群优化算法
4．2．2 带惯性权重的粒子群优化算法
4．2．3 带收缩因子的粒子群优化算法
4．2．4 动态目标的粒子群优化算法
4．2．5 反向扰动的粒子群优化算法
4．2．6 基于小生境和交叉选择的粒子群优化算法
4．3 差分进化算法
4．3．1 基本差分进化算法
4．3．2 中心变异差分进化算法
4．3．3 三角变异差分进化算法
4．3．4 基于粒子群优化的改进差分进化算法
4．4 蚁群算法
4．4．1 基本蚁群算法
4．4．2 多目标蚁群算法
4．5 量子优化算法
4．5．1 量子计算
4．5．2 量子粒子群多目标优化算法
……

第5章 优化设计相关技术
第6章 多学科设计优化
第7章 液体火箭发动机系统仿真与优化设计
第8章 推力室和燃气发生器仿真与优化设计
第9章 涡轮泵仿真与优化设计
第10章 管路阀门仿真与优化设计
参考文献