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耦合宏觀\介觀方法的稀薄氣體動力學(精)

  • 作者：楊偉奇//門靜|責編:王朝陽
  • 出版社：國防科大
  • ISBN：9787567307148
  • 出版日期：2026/05/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：246
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    本書研究的重點是模擬稀薄氣流條件下飛行器的繞流環境與複雜流動機理。針對滑移區與過渡區的稀薄氣體動力學，從介觀Boltzmann模型方程與宏觀矩方程兩個層面出發，提出了「非平衡態指標」，分析了不同宏觀方程的計算精度與計算資源消耗，建立了宏觀方程與介觀方程的數據通信格式；在此基礎上，提出了基於離散速度與矩方法的耦合演算法，給出了耦合演算法的精度，並應用於非平衡態熱驅流動中，針對連續流、滑移流與過渡流曲，基於提出的耦合演算法，系統地研究了稀薄效應影響下的方柱繞流特性，發現了一系列特殊的繞流現象與流動機理。最後，將稀薄氣體動力學耦合演算法推廣到三維軸對稱返回艙的再入繞流問題中，得到了較好的計算精度。
作者介紹
楊偉奇//門靜|責編:王朝陽
目錄
第1章  緒論
  1.1  稀薄氣體動力學研究概論
  1.2  稀薄氣體動力學與臨近空間飛行器
  1.3  Boltzmann方程研究進展
    1.3.1  直接蒙特卡羅（DSMC）方法
    1.3.2  離散速度法（DVM）
  1.4  從Boltzmann方程到矩方程
  1.5  本書主要研究內容與組織結構
第2章  稀薄氣體動力學介觀層面描述
  2.1  速度分佈函數
  2.2  Boltzmann方程與模型方程
    2.2.1  BGK模型
    2.2.2  ES-BGK模型
    2.2.3  Shakhov模型
  2.3  Maxwell壁面邊界條件
  2.4  隱格式離散速度法
    2.4.1  直角坐標系下Boltzmann方程的求解
    2.4.2  貼體坐標系下Boltzmann方程的求解
    2.4.3  速度矩
  2.5  算例
    2.5.1  Fourier流動以及Couette流動
    2.5.2  非平衡條件下頂蓋驅動方腔流動
    2.5.3  DVM在多孔介質中的應用
  2.6  Boltzmann方程在工程應用中的困境
  2.7  本章小結
第3章  稀薄氣體宏觀層面描述與精度評估
  3.1  Boltzmann方程推導NSF方程
  3.2  從Boltzmann方程到R13矩方程
  3.3  R26矩方程以及邊界條件
    3.3.1  R26矩方程
    3.3.2  R26矩方程壁面邊界條件
  3.4  分佈函數重構與非平衡態指標
  3.5  宏觀／介觀方程對比及精度評估
    3.5.1  加速度驅動Poiseuille流動
    3.5.2  頂蓋驅動方腔流動
    3.5.3  熱梯度驅動方腔流動
  3.6  本章小結
第4章  基於DVM與矩方程的多尺度耦合演算法與應用
  4.1  DVM與矩方程多尺度耦合演算法
    4.1.1  耦合思想與耦合方法
    4.1.2  耦合演算法流程
  4.2  基於分塊網格的通用耦合程序THOR_HYBR
    4.2.1  程序結構
    4.2.2  分塊網格技術與耦合程序MPI並行
  4.3  耦合DVM/R26演算法精度與效率驗證
    4.3.1  過渡區壓力驅動Poiseuille流動
    4.3.2  頂蓋驅動方腔流動
    4.3.3  耦合演算法計算效率測試：方柱繞流
  4.4  耦合DVM/R26演算法在熱驅流動中的應用與H定理
    4.4.1  熱驅稀薄流動概述

    4.4.2  溫度差驅動熱蠕流動
    4.4.3  熱輻射流動
    4.4.4  溫度梯度驅動非平衡流
    4.4.5  微梁熱驅流動
  4.5  本章小結
第5章  滑移與過渡區非平衡效應對方柱繞流的影響
  5.1  方柱繞流問題描述
  5.2  連續流條件下方柱繞流特性
  5.3  非平衡效應產生的影響
    5.3.1  滑移與過渡區影響下渦的大小
    5.3.2  滑移與過渡區影響下的阻力係數
    5.3.3  方柱表面的流動特性
  5.4  本章小結
第6章  三維軸對稱返回艙再入氣體動力學
  6.1  軸對稱Boltzmann方程
  6.2  算例驗證
    6.2.1  軸對稱圓球繞流
    6.2.2  三維球椎體微小衛星SARA再入氣體動力學
    6.2.3  類「神舟飛船」外形體的飛行器再入氣體動力學
  6.3  本章小結
第7章  基於耦合宏觀／介觀方法的振蕩驅動稀薄流動
  7.1  振蕩熱驅動稀薄流動
    7.1.1  問題描述
    7.1.2  計算精度對比
    7.1.3  非平衡效應對流場宏觀參數的影響
    7.1.4  頂蓋溫度振蕩頻率對宏觀參數的影響
    7.1.5  方腔長寬比對流場宏觀參數的影響
  7.2  方腔頂蓋振蕩驅動稀薄流動
    7.2.1  問題描述
    7.2.2  線性與非線性振蕩對宏觀參數的影響
    7.2.3  非平衡效應對宏觀參數的影響
    7.2.4  頂蓋振蕩頻率對宏觀參數的影響
  7.3  本章小結
第8章  總結與展望
  8.1  研究工作總結與創新點
  8.2  研究展望
參考文獻
附錄 無量綱化方法相關公式

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