液體火箭發動機燃燒動力學模型與數值計算

《液體火箭發動機燃燒動力學模型與數值計算》是2011-4-1國防工業出版社出版的圖書，作者是聶萬勝，豐松江

基本介紹

• 中文名：液體火箭發動機燃燒動力學模型與數值計算
• 作　者：聶萬勝，豐松江　著
• 出 版 社：國防工業出版社
• 出版時間：2011-4-1

圖書信息

版　次：1

頁　數：202

字　數：300000

印刷時間：2011-4-1

開　本：16開

紙　張：膠版紙

印　次：1

I S B N：9787118074628

包　裝：平裝

內容簡介

液體火箭發動機燃燒動力學研究是液體火箭發動機研製與設計過程中的一項重要內容，《液體火箭發動機燃燒動力學模型與數值計算》系統地介紹了液體火箭發動機燃燒動力學模型和數值計算方法，論述了數值計算在自燃推進劑、低溫推進劑和三組元推進劑液體火箭發動機燃燒動力學過程研究中的套用，重點分析了燃燒不穩定性激勵機理、影響因素、被動控制和主動控制機理等最新的研究成果；還對液體火箭發動機內外燃燒一體化流場及其輻射特性數值計算、液體火箭發動機系統回響動態特性建模與仿真進行了研究。書中模型和算法可套用於多種類型液體火箭發動機燃燒過程與穩定性研究，很多的數據、圖表和分析是作者及課題組多年來從事發動機燃燒動力學的研究成果，思想新穎，內容實用。

本書可作為高等院校相關專業的教師、研究生和高年級本科生的教材、參考書，亦可供從事液體火箭發動機研究、設計的工程技術人員參考。

目錄

第1章液體火箭發動機基礎

1.1概述

1.2液體火箭發動機推力室

1.2.1推力產生過程

1.2.2推力室基本部件

1.2.3推力室工作過程

1.2.4推力室燃燒過程組織

1.3液體火箭發動機工作過程

1.3.1啟動

1.3.2關機

1.3.3點火

1.3.4吹除與預冷

1.4液體火箭發動機主要性能參數

1.4.1推力

1.4.2總衝量與比衝量

1.4.3特徵速度與推力係數

1.4.4推進劑質量混合比與混合比偏差

1.4.5推進系統參數對火箭性能的影響

參考文獻

第2章液體火箭發動機燃燒不穩定性

2.1概述

2.2燃燒不穩定性基本概念

2.2.1燃燒不穩定性激發的基本原理

2.2.2燃燒不穩定性的分類

2.2.3燃燒不穩定性研究評述

2.3燃燒不穩定性控制方法

2.3.1被動控制

2.3.2主動控制

2.4燃燒穩定性的評定

2.4.1穩定性評定目的

2.4.2穩定性評定方法

2.5燃燒不穩定性分析模型

2.5.1高頻燃燒不穩定性分析模型

2.5.2低頻和中頻燃燒不穩定性分析模型

2.5.3燃燒不穩定性分析模型評述

2.6燃燒不穩定性數值計算基本步驟

2.6.1建立基本守恆方程組

2.6.2確定邊界條件

2.6.3建立物理模型封閉守恆方程

2.6.4制定求解算法

2.6.5編制、調試程式

2.6.6模擬結果的試驗驗證

2.6.7改進模型及算法

參考文獻

第3章液體火箭發動機燃燒動力學模型

3.1概述

3.2氣相流動控制方程

3.2.1直角坐標系

3.2.2圓柱坐標系

3.2.3任意曲線坐標系

3.3霧化過程模型

3.3.1離心式噴嘴

3.3.2直流自擊式噴嘴

3.3.3直流互擊式噴嘴

3.3.4同軸直流噴嘴

3.4液滴蒸發模型

3.4.1自燃推進劑分解模型

3.4.2自燃推進劑蒸發/分解燃燒模型

3.4.3液氧液滴高壓蒸發模型

3.4.4烴類燃料液滴高壓蒸發模型

3.5湍流流動模型

3.5.1代數模型

3.5.2 單方程模型

3.5.3 k-ε雙方程模型

3.6兩相流動模型

3.6.1顆粒軌道模型

3.6.2顆粒相在流場中的流動特性

3.6.3顆粒在流場中運動軌跡的求解

3.6.4液霧湍流擴散方程

3.6.5液滴對氣相的源項

3.7湍流燃燒模型

3.7.1阿累尼烏斯定律

3.7.2e.b.u.模型

3.7.3其他燃燒模型

參考文獻

第4章液體火箭發動機燃燒動力學數值計算方法

4.1概述

4.2數值計算方法概述

4.2.1數值格線生成

4.2.2微分方程離散

4.2.3代數方程求解

4.3piso算法-

4.3.1通用方程的離散

4.3.2二階迎風格式

4.3.3運算元分裂方法

4.3.4非交錯格線下壓力——速度耦合方程

4.3.5差分方程組求解

4.4macconnack算法

4.5邊界條件

4.5.1人口邊界條件

4.5.2出口邊界條件

4.5.3對稱軸處的邊界條件

4.5.4壁面邊界條件

4.6計算格線的生成

參考文獻

第5章自燃推進劑火箭發動機燃燒動力學

5.1概述

5.2自燃推進劑蒸發燃燒特性

5.2.1 mmh蒸發特性

5.2.2nto蒸發特性

5.2.3噴霧燃燒穩態流場

5.3燃燒不穩定數值評定

5.3.1不穩定燃燒模型

5.3.2燃燒穩定性評定方法

5.4燃燒穩定性影響因素

5.4.1霧化液滴平均直徑

5.4.2推進劑初始溫度

5.4.3燃燒室壓力

5.4.4混合比

5.5聲腔抑制燃燒不穩定性

5.5.1聲腔理論模型

5.5.2非線性分析

5.5.3算例分析

參考文獻

第6章低溫推進劑火箭發動機燃燒動力學

6.1概述

6.2同軸直流噴嘴噴霧燃燒過程動力學

6.2.1物理模型與方法

6.2.2氫氧燃燒動力學

6.2.3氫氧燃燒過程火焰穩定機理

6.2.4氫氧超臨界噴霧燃燒過程演化機理

6.3氫氧火箭發動機燃燒穩定性影響規律

6.3.1混合比

6.3.2燃燒室壓力

6.3.3噴射速度比

6.3.4氫噴射溫度

6.4輪轂/徑向噴嘴隔板抑制氫氧發動機燃燒振盪的效果與機理

6.4.1隔板燃燒室三維穩態燃燒流場

6.4.2燃燒室壓力振盪特徵的重現

6.4.3對切向模式燃燒不穩定的控制效果

6.4.4對徑向模式燃燒不穩定的控制效果

6.4.5隔板抑制燃燒振盪的機理

6.5 液氧/甲烷火箭發動機燃燒不穩定性評估

6.5.1 三維燃燒流場

6.5.2燃燒不穩定性評估

6.5.3與氫氧火箭發動機燃燒特性的比較

6.5.4輪轂/徑向噴嘴隔板抑制液氧/甲烷發動機低頻燃燒振盪的效果

6.5.5低頻燃燒振盪發生機理

參考文獻

第7章三組元液體火箭發動機燃燒動力學

7.1概述

7.2不穩定燃燒的非線性分析

7.2.1非線性動力學基本概念

7.2.2非線性場振子模型

7.2.3發動機燃燒過程中的混沌現象

7.3燃燒不穩定性影響因素分析

7.3.1氫含量

7.3.2活化能

7.3.3煤油液滴噴射速度

7.3.4煤油液滴尺寸分布特性

7.4亥姆霍茲諧振腔抑制燃燒不穩定性

7.4.1激發不穩定燃燒

7.4.2亥姆霍茲諧振腔對振盪的抑制作用

7.5燃燒不穩定性主動控制

7.5.1主動控制原理

7.5.2主動控制仿真結果

參考文獻

第8章液體火箭發動機內外燃燒流場一體化計算

8.1概述

8.2火箭發動機內外燃燒流場特徵

8.2.1基本概念

8.2.2尾流效應

8.2.3關鍵技術

8.3火箭發動機內外燃燒流場數值計算結果

8.3.1物理模型與算法

8.3.2計算結果

8.4火箭飛彈尾流輻射特性

8.4.1輻射傳輸方程

8.4.2 輻射幾何學

8.4.3計算結果

參考文獻

第9章液體火箭發動機系統回響動力學

9.1概述

9.2推進劑供應系統動態回響特性分析模型

9.2.1管路動力學方程

9.2.2貯箱增壓氣體狀態方程

9.2.3沿程損失和局部損失

9.2.4水擊壓差估算

9.3推力室動態回響特性分析模型

9.3.1電磁閥的流量及損失模型

9.3.2噴注器的準穩態方程

9.3.3推力室動態過程分析模型

9.4系統動力學方程的求解方法

9.4.1特徵線方法

9.4.2特徵方程差分形式

9.4.3特徵線方法的穩定性條件

9.5推進系統系統回響動力學特性

9.5.1管路瞬變特性

9.5.2啟動與關機過程動態特性

9.5.3推進系統脈衝工作特性

參考文獻

附錄