內燃機一維非定常流動

《內燃機一維非定常流動》是2007年清華大學出版社出版的圖書，作者是劉崢、張揚軍。

基本介紹

• 作者：劉崢張揚軍編
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302140412
• 出版時間：2007-01-01
• 版次：1
• 頁數：243
• 裝幀：平裝
• 所屬分類：圖書>教材教輔>大學教材

內容簡介

內燃機氣、液流體系統中的一維非定常流動對內燃機的性能影響很大。《內燃機一維非定常流動》從套用基礎理論與工作相結合的角度，對此作了全面論述。除理論闡明一維定常與非定常流動的基本原理與數值計算方法外，著重分析了由非定常流動激發的壓力波的傳播、特徵線法原理以及各種類型的邊界問題，並專題討論了內燃機的空氣系統（進、排氣系統和增壓系統）及柴油機高壓燃油噴射系統內壓力波傳播所引起的各種工程實際問題。　《內燃機一維非定常流動》是清華大學汽車工程多系多年來從事內燃機一維非定常流動教學與科研工作的系統總結。《內燃機一維非定常流動》既可用做汽車工程、動力機械與工程等專業的本科生和研究生熱流體學加強課程的教材或教學參考書，也可供有關專業人員從事科研、開發工作時間參考。

目錄

本書所用主要符號表Ⅸ

第1章緒論1

1.1研究內燃機一維非定常流動的意義1

1.2內燃機一維非定常流研究概述3

1.2.1氣流研究領域3

1.2.2液流研究領域5

1.3解析內燃機流動的思路與方法7

1.3.1明確所需求解的問題7

1.3.2確定分析對象與方法7

1.3.3解析思路與步驟9

第2章熱流體一維流動理論基礎11

2.1基本假設11

2.1.1真實管流向一維流動的簡化11

2.1.2不同條件下物理模型的修正與處理13

2.2基本方程通用式與輸運方程13

2.2.1定質量系統基本方程的通用表達式14

2.2.2輸運方程與開口系統基本方程通用表達式15

2.2.3影響一維管流物理量變化率的因素16

2.3連續方程19

2.4動量及動量矩方程20

2.4.1動量方程20

2.4.2彎管中流線法向的動量方程23

2.4.3動量矩方程25

2.5能量方程與熵方程27

2.5.1能量方程27

2.5.2熵方程31

2.6聲速方程與激波方程31

2.6.1流體的可壓縮性與壓力擾動的傳播32

2.6.2聲速與聲速方程34

2.6.3激波與激波方程37

2.7狀態方程與氣體狀態參數間的換算關係39

2.7.1理想氣體的狀態方程39

2.7.2狀態參數間的換算關係40

第3章可壓縮一維定常流動43

3.1可壓縮一維定常流基本方程組43

3.2特徵參數與質量流量係數45

3.2.1滯止狀態與滯止參數45

3.2.2臨界狀態與臨界參數46

3.2.3最大速度狀態48

3.2.4用馬赫數表示各種狀態下的參數48

3.2.5質量流量與質量流量係數50

3.3絕熱等熵管流53

3.3.1絕熱等熵定常管流的流動特徵53

3.3.2變截面管流動分析與喉口壅塞現象55

3.4等截面絕熱摩擦管流57

3.4.1以馬赫數表示的基本關係式及狀態參數的變化規律57

3.4.2最大管長及沿程氣流參數的計算60

3.4.3摩擦壅塞現象62

3.5等截面無摩擦有熱交換的定常管流64

3.5.1以馬赫數表示的基本關係式及狀態參數的變化規律64

3.5.2熱交換管中的氣流參數計算66

3.5.3熱壅塞與最大比加熱量68

第4章可壓縮一維非定常流動與特徵線法70

4.1基本方程組及其解法70

4.1.1偏微分方程組70

4.1.2基本方程組轉化為特徵線方程組71

4.2小擾動壓力波在管內的傳播73

4.2.1壓力單波在管內的傳播73

4.2.2壓力單波的分類74

4.2.3非定常管流中壓力波的合成、分解與反射77

4.2.4壓力單波的微分值與積分值80

4.3微波的解析解與特徵線解原理81

4.3.1微波管流的解析解81

4.3.2微波管流的特徵線解83

4.3.3解析解與特徵線解的對比87

4.4有限小擾動波的特徵線解原理88

4.4.1氣體絕熱均熵管流有限小擾動波的特徵線解88

4.4.2廣義非定常管流有限小擾動波的特徵線解92

4.5特徵線數值解與黎曼不變數95

4.5.1黎曼不變數96

4.5.2特徵線的數值解98

4.5.3微波管流的黎曼不變數99

第5章邊界與邊界條件方程101

5.1邊界分類及變數與方程的無量綱化101

5.1.1邊界的分類101

5.1.2變數與方程的無量綱化103

5.2封閉端與開口端106

5.2.1封閉端（等速端）106

5.2.2出流開口端（出流等壓端）108

5.2.3入流開口端110

5.3孔口出流端113

5.3.1液流的孔口出流端113

5.3.2氣流的孔口出流端114

5.4孔口入流端119

5.4.1液流的孔口入流端120

5.4.2氣流的孔口入流端120

5.5完全邊界圖與邊管聯合求解128

5.5.1廣義黎曼不變數128

5.5.2完全邊界圖130

5.5.3邊管聯合求解131

5.6共同邊界流與多管接頭132

5.6.1共同邊界流的處理方法132

5.6.2多管接頭的邊界問題134

5.7管內熵間斷面142

5.7.1壓力波在熵間斷面上的反射與透射142

5.7.2反射、透射現象的物理實質144

第6章可壓縮一維非定常流動有限差分法146

6.1有限差分法的基本步驟146

6.1.1建立數學模型147

6.1.2格線劃分及方程離散化147

6.1.3差分方程的建立148

6.2有限差分近似理論151

6.2.1收斂性151

6.2.2相容性152

6.2.3穩定性152

6.2.4收斂性與穩定性的關係153

6.2.5穩定性的傅立葉分析法154

6.3方程的數學性質與定解條件155

6.3.1方程的數學性質155

6.3.2依賴域與影響域156

6.3.3方程的定解條件158

6.4常用差分格式160

6.4.1迎風格式160

6.4.2LaxFriedrichs格式160

6.4.3雙曲型方程的C.F.L條件162

6.4.4跳步格式163

6.4.5LaxWendroff格式163

6.4.6利用特徵線構造差分格式165

6.4.7隱式差分格式166

第7章內燃機燃油噴射系統非定常流動168

7.1柴油機高壓燃油噴射系統及其壓力波特徵線圖解法168

7.1.1簡化物理模型168

7.1.2高壓油路的簡易特徵線圖解法173

7.2二次噴油與氣穴177

7.2.1產生二次噴油及氣穴的機理分析178

7.2.2減緩二次噴油與氣穴的技術措施180

7.3波動噴射及針閥的波形區劃184

7.3.1針閥產生波動的原因184

7.3.2波形區劃原理186

7.4不規則噴射188

7.4.1噴射穩定性原理及其判斷準則189

7.4.2循環噴油量隨剩餘壓力的變化規律192

7.4.3不規則噴射區區劃194

第8章內燃機空氣系統非定常流動199

8.1動態效應與進、排氣干擾200

8.1.1多缸機各缸充氣的不均勻性200

8.1.2多缸機各缸的排氣干擾202

8.2動態效應與諧波增壓204

8.2.1兩種不同的諧振模式204

8.2.2歧管系統的動態效應與諧振機理205

8.2.3整體系統的動態效應與諧振機理210

8.2.4多缸機動態效應套用及可變進氣系統211

8.3內燃機渦輪增壓213

8.3.1增壓內燃機空氣系統非定常流動計算213

8.3.2渦輪邊界條件215

8.3.3壓氣機邊界條件217

8.3.4內燃機渦輪增壓的匹配計算221

8.4內燃機增壓中冷226

8.4.1中冷器效率226

8.4.2中冷器邊界條件228

8.4.3內燃機增壓中冷匹配計算229

8.5氣波增壓器231

8.5.1結構原理231

8.5.2工作過程分析232

附錄A一維流動輸運方程的推導235

附錄B以馬赫數表達的基本方程的推導237

附錄C廣義非定常管流三變數特徵線方程組的推導239

主要參考文獻242