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航空宇航推進系統燃燒過程的數值模擬(精)

  • 作者：鄭耀//鄒建鋒|責編:金佩雯//許佳穎
  • 出版社：浙江大學
  • ISBN：9787308165747
  • 出版日期：2018/10/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：271
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    航空宇航推進系統是推動飛行器的核心部件之一，是現代工業發展的明珠。推進系統的發展狀況在很大程度上決定了飛行器的性能和水平，飛行器的每次重大革命性發展無不與推進系統的突破和進步緊密相關。因此，航空宇航推進系統的研究與發展是航空宇航領域的重要課題。地面試驗、飛行試驗和數值模擬是航空宇航推進系統試驗研究的三類主要手段，其中數值模擬在揭示工作原理、設計結構形狀和評估性能特性等方面有著巨大的潛力，在試驗研究中發揮著越來越重要的作用。
    本書重點介紹作者的科研團隊近二十年來在航空宇航推進系統燃燒過程數值模擬方面的研究成果和科研實踐，涉及湍流燃燒數值模擬若干關鍵技術的實現和驗證，具體包括氣態碳氫燃料燃燒過程的數學描述、湍流燃燒相互作用的建模、基於非結構網格的高階離散自適應求解技術等；同時，從渦輪發動機燃燒過程、超燃衝壓發動機燃燒過程和燃料射流過程等三個方面介紹數值模擬技術的典型應用實踐。
    本書主要面向航空航天動力等行業的數字化設計、分析與模擬以及計算力學等領域，可供相關科研人員、工程技術人員以及高等院校和科研單位的研究生與高年級本科生參考。
作者介紹
鄭耀//鄒建鋒|責編:金佩雯//許佳穎
目錄
第1章  緒論
  1.1  渦輪發動機發展概況和技術分析
    1.1.1  概況
    1.1.2  發展趨勢
  1.2  超燃衝壓發動機發展概況和技術分析
    1.2.1  美國
    1.2.2  其他國家
  1.3  渦輪基組合循環發動機簡述
  1.4  燃燒機理研究的重要性
    1.4.1  燃燒機理的研究是研製高性能燃氣渦輪發動機的基礎
    1.4.2  超聲速湍流燃燒機理的探索推動超燃衝壓發動機的研製
  1.5  燃燒過程數值模擬
    1.5.1  燃燒過程數值模擬的難點
    1.5.2  各向異性網格自適應求解技術
    1.5.3  高階離散格式
    1.5.4  湍流燃燒模型
  參考文獻
第2章  氣態碳氫燃料燃燒過程的數學方法
  2.1  多組分可壓縮守恆方程
  2.2  熱力學／熱化學屬性
  2.3  分子輸運屬性
  2.4  化學動力學和燃燒源項
  2.5  混合物分數輸運方程
    2.5.1  z方程的導出
    2.5.2  z空間中火焰結構的描述
  2.6  燃燒代碼中的製表處理
  參考文獻
第3章  湍流燃燒過程的認識
  3.1  湍流與燃燒火焰的相互作用
  3.2  湍流燃燒問題的尺度特徵
  3.3  非預混火焰的燃燒模態劃分
  3.4  湍流燃燒的求解方法
  參考文獻
第4章  非預混火焰的RANS模擬技術
  4.1  RANS平均流動方程及湍流封閉
  4.2  快速化學反應模型
    4.2.1  模化質量分數的假定概率密度函數方法
    4.2.2  模化化學反應速率的渦耗散概念模型
    4.2.3  模化化學反應速率的假定概率密度函數方法
  4.3  有限速率化學反應模型
    4.3.1  模化質量分數的小火焰模擬方法
    4.3.2  模化質量分數的條件矩封閉方法
    4.3.3  模化化學反應速率的假定概率密度小火焰模擬方法
    4.3.4  模化化學反應速率的火焰面密度方法
    4.3.5  模化化學反應速率的完全概率密度函數方法
  參考文獻
第5章  非預混火焰的LEs技術
  5.1  濾波方程及亞格子模型封閉
  5.2  濾波密度函數方法
    5.2.1  化學平衡反應流動

    5.2.2  擬穩態化學反應流動
    5.2.3  有限速率化學反應流動
  5.3  l維湍流模型
    5.3.1  大渦模擬流場求解
    5.3.2  亞網格1維湍流求解
    5.3.3  LES—DT耦合處理
  5.4  動態增厚火焰模型
    5.4.1  增厚火焰模型
    5.4.2  大渦模擬與增厚火焰模型
    5.4.3  動態增厚火焰模型
  參考文獻
第6章  基於非結構網格的數值求解技術
  6.1  基於非結構網格的高階計算格式
    6.1.1  非結構網格高階離散格式進展
    6.1.2  單元頂點型存儲技術及控制方程離散
    6.1.3  對流項處理方法之一：LW離散格式
    6.1.4  對流項處理方法之二：TTGC離散格式
    6.1.5  黏性項處理方法
    6.1.6  人工黏性和激波捕捉
    6.1.7  高階格式驗證：典型超聲速問題的適用性研究
  6.2  面向可壓縮流動的特徵邊界處理技術
    6.2.1  控制方程線化
    6.2.2  特徵方程
    6.2.3  特徵變數
    6.2.4  邊界特徵量的校正
  6.3  湍流入口邊界數據構造方法
  6.4  並行燃燒模擬程序包
  6.5  各向異性非結構網格自適應求解方法
    6.5.1  度量張量和各向異性網格的基本概念
    6.5.2  基於度量張量的各向異性網格自適應迭代過程
    6.5.3  流場度量張量矩陣構造
    6.5.4  多度量張量相交演算法
    6.5.5  自適應演算法驗證：超聲速楔形體繞流計算
  6.6  經典燃燒實驗的數值驗證
    6.6.1  1維層流預混火焰
    6.6.2  2維對沖火焰
    6.6.3  3維湍流預混本生火焰
    6.6.4  3維非預混抬舉火焰
  參考文獻
第7章  渦輪發動機燃燒過程的數值模擬
  7.1  貧油直接噴射低排放燃燒室的計算分析
  7.2  富油燃燒一猝熄一貧油燃燒低排放燃燒室的設計分析
    7.2.1  燃燒室幾何結構
    7.2.2  數值結果與分析
  7.3  駐渦燃燒室的設計分析
    7.3.1  帶聯焰穩流器駐渦燃燒室的設計
    7.3.2  分析方法和參數設置
    7.3.3  結果分析
  參考文獻
第8章  超燃衝壓發動機燃燒過程的數值模擬

  8.1  衝壓發動機帶擴張角隔離段流場數值模擬
    8.1.1  隔離段研究概述
    8.1.2  計算模型介紹
    8.1.3  計算方法及其驗證
    8.1.4  計算結果分析
  8.2  支板型超燃衝壓發動機的計算分析
    8.2.1  幾何模型和網格設計
    8.2.2  化學反應機理
    8.2.3  邊界條件設置
    8.2.4  冷態流場的數值模擬
    8.2.5  燒流場的數值模擬
    8.2.6  各向異性非結構網格自適應求解技術的應用
  8.3  激波誘導點火超燃衝壓發動機的計算分析
    8.3.1  HyShot發動機模型和幾何尺寸
    8.3.2  邊界條件設置
    8.3.3  模擬結果
  8.4  組合循環發動機模擬設計
    8.4.1  物理模型和網格設計
    8.4.2  冷態計算結果
    8.4.3  熱態計算結果
  參考文獻
第9章  燃料射流過程的數值模擬
  9.1  液態射流概述
  9.2  基於歐拉一拉格朗日框架的霧化過程建模研究
    9.2.1  拉格朗日框架下的噴霧方程
    9.2.2  液體霧化過程建模
    9.2.3  液體霧化過程模型的應用
  9.3  基於歐拉一歐拉框架的霧化過程界面追蹤模擬研究
    9.3.1  界面追蹤方法介紹
    9.3.2  界面追蹤方法在射流問題研究中的應用
  9.4  基於移動粒子半隱式法的霧化過程模擬研究
    9.4.1  移動粒子半隱式法控制方程與離散
    9.4.2  雙股射流撞擊式的霧化模擬
  參考文獻
第10章  數值模擬支撐技術和高端數字樣機系統
  10.1  系統整體架構
    10.1.1  系統特點
    lO.1.2  系統架構
    10.1.3  系統實現
  10.2  幾何建模與處理
    10.2.1  基於分層軟體結構的幾何引擎
    10.2.2  幾何編輯
    10.2.3  幾何有效性檢查
  10.3  網格生成
    10.3.1  演算法流程
    10.3.2  數據結構
    10.3.3  網格生成演算法
    10.3.4  DRAGON混合網格生成
    10.3.5  並行網格生成
  10.4  其他模塊

    10.4.1  可視化
    10.4.2  任務管理
    10.4.3  性能分析
    10.4.4  數值軟體庫
  參考文獻
彩圖附錄
索引

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