《液體火箭發動機燃燒過程建模與數值仿真》是2012年10月國防工業出版社出版的圖書，作者是王振國。
基本介紹
- 書名：液體火箭發動機燃燒過程建模與數值仿真
- 作者：王振國
- ISBN：9787118085259
- 頁數：280
- 定價：75.00元
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2012-10
內容簡介,編輯推薦,圖書目錄,
內容簡介
《液體火箭發動機燃燒過程建模與數值仿真》系統地建立和介紹了液體火箭發動機噴霧燃燒過程的理論、模型和數值計算方法，包括液體推進劑噴霧理論與噴嘴霧化模型，液滴在常壓、高壓和振盪環境下的蒸發理論及多組分液滴蒸發模型，湍流流動模型，湍流燃燒模型，傳熱模型，燃燒不穩定理論與模型等，上述理論或模型反映了當前的最新研究成果。《液體火箭發動機燃燒過程建模與數值仿真》最後給出了完整的液體火箭發動機噴霧燃燒計算模型，介紹了數值算法和格線生成方法，並給出了套用算例。
《液體火箭發動機燃燒過程建模與數值仿真》可作為航天、航空、內燃 機以及一切從事和涉及液體燃料燃燒領域和專業的師生和科技人員的教材或 參考書。
編輯推薦
《液體火箭發動機燃燒過程建模與數值仿真》是對作者王振國長期從事液體火箭發動機燃燒過程數值研究工作的總結，並反映了國內外當今研究發展的狀況。 全書共分為8章：第1章介紹了液體火箭發動機的基本結構與工作過程，概述液體火箭發動機燃燒過程數值仿真的特點及其發展歷程；第2章～第7章為液體火箭發動機燃燒過程數學模型的理論研究，包括噴霧理論和噴嘴霧化模型、液滴蒸發燃燒模型、湍流流動模型、湍流燃燒模型、傳熱模型、燃燒不穩定模型；第8章為液體火箭發動機燃燒過程數值仿真套用研究，列出了完整的液體火箭發動機噴霧燃燒計算模型，介紹了方程及模型的數值求解方法以及格線生成方法，具體套用實例包括液體火箭發動機推力室燃燒、流動、傳熱以及燃燒不穩定數值分析。
圖書目錄
第1章 引言
1.1 液體火箭發動機的基本結構
1.1.1 推進劑供應系統
1.1.2 推力室
1.2 液體火箭發動機的內部燃燒過程
1.2.1 啟動和關機過程
1.2.2 燃燒過程
1.2.3 工作過程的性能參數
1.3 液體火箭發動機燃燒過程數值仿真的特點及發展歷程
1.3.1 液體火箭發動機燃燒過程數值仿真的作用
1.3.2 液體火箭發動機工作過程數值仿真的主要內容
1.3.3 液體火箭發動機燃燒過程的數值仿真發展歷程
1.4 化學流體力學基本控制方程組
1.5 本書的主要內容
參考文獻
第2章 液體推進劑霧化機理和霧化模型
2.1 液體火箭發動機噴注器類型和作用
2.2 液體推進劑霧化機理
2.2.1 靜態液滴的形成
2.2.2 圓柱射流破碎
2.2.3 液膜破碎
2.2.4 液滴二次破碎
2.3 液體火箭發動機中霧化性能評價指標
2.3.1 噴霧尺寸分布函式
2.3.2 平均直徑與特徵直徑
2.3.3 噴霧尺寸分布的測量
2.4 液體火箭發動機噴嘴霧化模型
2.4.1 直流式噴嘴
2.4.2 離心式噴嘴
2.4.3 撞擊式噴嘴
2.4.4 同軸剪下式噴嘴
2.4.5 同軸離心式噴嘴
2.5 液體推進劑噴霧數值模擬
2.5.1 液體推進劑霧化過程數學模型
2.5.2 擬流體模型
2.5.3 顆粒軌道模型
2.5.4 界面追蹤法在霧化數值模擬中的套用
參考文獻
第3章 液滴蒸發燃燒模型
3.1 液滴在常壓下的準定常蒸發燃燒理論
3.1.1 液滴在靜止氣體中無燃燒時的準定常蒸發理論
3.1.2 液滴在靜止氣體中有燃燒時的準定常蒸發理論
3.1.3 液滴在對流介質中的無燃燒蒸發理論
3.1.4 液滴在對流介質中的有燃燒蒸發理論
3.2 高壓下液滴蒸發模型
3.2.1 ZKS液滴高壓蒸發理論
3.2.2 套用液相活度係數計算高壓氣液平衡的方法
3.3 振盪環境下推進劑液滴亞臨界蒸發回響特性
3.3.1 物理模型
3.3.2 算例及結果分析
3.4 多組分燃料液滴蒸發模型
3.4.1 簡單多組分液滴蒸發模型
3.4.2 複雜多組分混合物液滴蒸發的連續熱力學模型
3.5 液滴群蒸發
3.5.1 群燃燒數定義
3.5.2 液滴群燃燒模式
參考文獻
第4章 湍流流動模擬
4.1 湍流模式理論及方程
4.1.1 代數模型
4.1.2 一方程模型
4.1.3 兩方程模型
4.1.4 湍流模型修正
4.1.5 非線性湍流模型
4.1.6 雷諾應力模型
4.1.7 模型評述
4.2 大渦模擬理論及方程
4.2.1 大渦模擬的基本思想
4.2.2 大渦的運動方程
4.2.3 亞格子尺度模型
4.2.4 混合RANS/LES方法
4.3 兩相湍流模型
4.3.1 顆粒湍流的Hinze-Tchen代數模型
4.3.2 兩相湍流的κ-ε-κp和κ-ε-Ap模型
參考文獻
第5章 湍流燃燒模型
5.1 化學反應項的平均
5.2 擴散火焰的設定PDF一陝速化學反應模型
5.2.1 概念和假設
5.2.2 κ-ε-Ζ-g方程組
5.2.3 機率密度分布函式
5.2.4 設定型PDF
5.2.5 截斷型高斯分布的PDF
5.3 預混火焰的有限反應速率EBU-Arrhenius模型
5.4 關聯矩模型
5.4.1 時均反應卒
5.4.2 關聯矩的封閉
5.5 湍流燃燒的火焰面模型
5.5.1 擴散火焰面模型
5.5.2 預混火焰面模型
5.6 湍流燃燒的PDF輸運方程方法
5.6.1 機率密度函式的輸運方程
5.6.2 湍流PDF方程的封閉問題
5.6.3 密度加權平均的單點聯合機率密度函式的輸運方程
5.6.4 機率密度函式的輸運方程的求解
5.7 湍流燃燒的大渦模擬
5.7.1 湍流燃燒大渦模擬的控制方程
5.7.2 亞格子尺度燃燒模型
參考文獻
第6章 傳熱模型及模擬
6.1 燃燒室壁對流傳熱模型
6.1.1 燃氣對流傳熱模型
6.1.2 冷卻對流傳熱模型
6.2 燃燒室壁熱傳導模型
6.2.1 傅立葉導熱定律
6.2.2 一維穩定熱傳導
6.2.3 二維穩定熱傳導
6.2.4 非穩態熱傳導
6.3 輻射換熱模型
6.3.1 輻射的基本定律
6.3.2 輻射熱流密度計算經驗模型
6.3.3 燃燒過程輻射換熱數值模擬
參考文獻
第7章 燃燒不穩定模型
7.1 概述
7.1.1 燃燒不穩定性表現形式
7.1.2 不穩定燃燒分類
7.1.3 燃燒不穩定性的特點
7.2 燃燒不穩定的聲學基礎
7.2.1 供熱或供質激起聲振盪的Rayleigh準則
7.2.2 聲波與聲振盪
7.2.3 燃燒室內的聲振型
7.2.4 火箭發動機內的自激振盪
7.3 液體火箭發動機燃燒過程的回響特性
7.3.1 推進劑供應系統的回響特性
7.3.2 噴射霧化過程的回響特性
7.3.3 液滴蒸發過程的回響特性
7.4 敏感時滯模型n-r
7.4.1 燃燒時滯
7.4.2 敏感時滯模型
7.5 液體火箭發動機燃燒穩定性非線性理論
7.5.1 非線性場振子模型
7.5.2 均勻反應器聲振模型
7.5.3 時空相互作用動力學模型
7.5.4 燃燒不穩定的一般熱力學分析
7.6 不穩定燃燒的控制措施
7.6.1 被動控制
7.6.2 主動控制
7.6.3 第三種控制方法
參考文獻
第8章 液體火箭發動機燃燒過程數值方法及計算實例
8.1 兩相多組分反應流基本控制方程
8.1.1 氣相控制方程
8.1.2 液相顆粒軌道模型
8.1.3 湍流模型
8.1.4 液滴霧化模型
8.1.5 液滴蒸發模型
8.1.6 化學反應動力學模型
8.2 數值計算方法
8.2.1 概述
8.2.2 常用的離散格式
8.2.3 離散方程
8.2.4 基於交錯格線的動量方程的離散
8.2.5 流場計算的SIMPLE算法
8.2.6 PISO算法
8.3 格線生成技術
8.3.1 結構格線生成技術
8.3.2 非結構格線生成技術
8.4 液體火箭發動機燃燒過程計算算例及結果分析
8.4.1 雙工況氫氧發動機燃燒與傳熱數值分析
8.4.2 三組元發動機推力室內部傳熱數值仿真
8.4.3 液體發動機燃燒穩定性數值仿真
參考文獻
1.1 液體火箭發動機的基本結構
1.1.1 推進劑供應系統
1.1.2 推力室
1.2 液體火箭發動機的內部燃燒過程
1.2.1 啟動和關機過程
1.2.2 燃燒過程
1.2.3 工作過程的性能參數
1.3 液體火箭發動機燃燒過程數值仿真的特點及發展歷程
1.3.1 液體火箭發動機燃燒過程數值仿真的作用
1.3.2 液體火箭發動機工作過程數值仿真的主要內容
1.3.3 液體火箭發動機燃燒過程的數值仿真發展歷程
1.4 化學流體力學基本控制方程組
1.5 本書的主要內容
參考文獻
第2章 液體推進劑霧化機理和霧化模型
2.1 液體火箭發動機噴注器類型和作用
2.2 液體推進劑霧化機理
2.2.1 靜態液滴的形成
2.2.2 圓柱射流破碎
2.2.3 液膜破碎
2.2.4 液滴二次破碎
2.3 液體火箭發動機中霧化性能評價指標
2.3.1 噴霧尺寸分布函式
2.3.2 平均直徑與特徵直徑
2.3.3 噴霧尺寸分布的測量
2.4 液體火箭發動機噴嘴霧化模型
2.4.1 直流式噴嘴
2.4.2 離心式噴嘴
2.4.3 撞擊式噴嘴
2.4.4 同軸剪下式噴嘴
2.4.5 同軸離心式噴嘴
2.5 液體推進劑噴霧數值模擬
2.5.1 液體推進劑霧化過程數學模型
2.5.2 擬流體模型
2.5.3 顆粒軌道模型
2.5.4 界面追蹤法在霧化數值模擬中的套用
參考文獻
第3章 液滴蒸發燃燒模型
3.1 液滴在常壓下的準定常蒸發燃燒理論
3.1.1 液滴在靜止氣體中無燃燒時的準定常蒸發理論
3.1.2 液滴在靜止氣體中有燃燒時的準定常蒸發理論
3.1.3 液滴在對流介質中的無燃燒蒸發理論
3.1.4 液滴在對流介質中的有燃燒蒸發理論
3.2 高壓下液滴蒸發模型
3.2.1 ZKS液滴高壓蒸發理論
3.2.2 套用液相活度係數計算高壓氣液平衡的方法
3.3 振盪環境下推進劑液滴亞臨界蒸發回響特性
3.3.1 物理模型
3.3.2 算例及結果分析
3.4 多組分燃料液滴蒸發模型
3.4.1 簡單多組分液滴蒸發模型
3.4.2 複雜多組分混合物液滴蒸發的連續熱力學模型
3.5 液滴群蒸發
3.5.1 群燃燒數定義
3.5.2 液滴群燃燒模式
參考文獻
第4章 湍流流動模擬
4.1 湍流模式理論及方程
4.1.1 代數模型
4.1.2 一方程模型
4.1.3 兩方程模型
4.1.4 湍流模型修正
4.1.5 非線性湍流模型
4.1.6 雷諾應力模型
4.1.7 模型評述
4.2 大渦模擬理論及方程
4.2.1 大渦模擬的基本思想
4.2.2 大渦的運動方程
4.2.3 亞格子尺度模型
4.2.4 混合RANS/LES方法
4.3 兩相湍流模型
4.3.1 顆粒湍流的Hinze-Tchen代數模型
4.3.2 兩相湍流的κ-ε-κp和κ-ε-Ap模型
參考文獻
第5章 湍流燃燒模型
5.1 化學反應項的平均
5.2 擴散火焰的設定PDF一陝速化學反應模型
5.2.1 概念和假設
5.2.2 κ-ε-Ζ-g方程組
5.2.3 機率密度分布函式
5.2.4 設定型PDF
5.2.5 截斷型高斯分布的PDF
5.3 預混火焰的有限反應速率EBU-Arrhenius模型
5.4 關聯矩模型
5.4.1 時均反應卒
5.4.2 關聯矩的封閉
5.5 湍流燃燒的火焰面模型
5.5.1 擴散火焰面模型
5.5.2 預混火焰面模型
5.6 湍流燃燒的PDF輸運方程方法
5.6.1 機率密度函式的輸運方程
5.6.2 湍流PDF方程的封閉問題
5.6.3 密度加權平均的單點聯合機率密度函式的輸運方程
5.6.4 機率密度函式的輸運方程的求解
5.7 湍流燃燒的大渦模擬
5.7.1 湍流燃燒大渦模擬的控制方程
5.7.2 亞格子尺度燃燒模型
參考文獻
第6章 傳熱模型及模擬
6.1 燃燒室壁對流傳熱模型
6.1.1 燃氣對流傳熱模型
6.1.2 冷卻對流傳熱模型
6.2 燃燒室壁熱傳導模型
6.2.1 傅立葉導熱定律
6.2.2 一維穩定熱傳導
6.2.3 二維穩定熱傳導
6.2.4 非穩態熱傳導
6.3 輻射換熱模型
6.3.1 輻射的基本定律
6.3.2 輻射熱流密度計算經驗模型
6.3.3 燃燒過程輻射換熱數值模擬
參考文獻
第7章 燃燒不穩定模型
7.1 概述
7.1.1 燃燒不穩定性表現形式
7.1.2 不穩定燃燒分類
7.1.3 燃燒不穩定性的特點
7.2 燃燒不穩定的聲學基礎
7.2.1 供熱或供質激起聲振盪的Rayleigh準則
7.2.2 聲波與聲振盪
7.2.3 燃燒室內的聲振型
7.2.4 火箭發動機內的自激振盪
7.3 液體火箭發動機燃燒過程的回響特性
7.3.1 推進劑供應系統的回響特性
7.3.2 噴射霧化過程的回響特性
7.3.3 液滴蒸發過程的回響特性
7.4 敏感時滯模型n-r
7.4.1 燃燒時滯
7.4.2 敏感時滯模型
7.5 液體火箭發動機燃燒穩定性非線性理論
7.5.1 非線性場振子模型
7.5.2 均勻反應器聲振模型
7.5.3 時空相互作用動力學模型
7.5.4 燃燒不穩定的一般熱力學分析
7.6 不穩定燃燒的控制措施
7.6.1 被動控制
7.6.2 主動控制
7.6.3 第三種控制方法
參考文獻
第8章 液體火箭發動機燃燒過程數值方法及計算實例
8.1 兩相多組分反應流基本控制方程
8.1.1 氣相控制方程
8.1.2 液相顆粒軌道模型
8.1.3 湍流模型
8.1.4 液滴霧化模型
8.1.5 液滴蒸發模型
8.1.6 化學反應動力學模型
8.2 數值計算方法
8.2.1 概述
8.2.2 常用的離散格式
8.2.3 離散方程
8.2.4 基於交錯格線的動量方程的離散
8.2.5 流場計算的SIMPLE算法
8.2.6 PISO算法
8.3 格線生成技術
8.3.1 結構格線生成技術
8.3.2 非結構格線生成技術
8.4 液體火箭發動機燃燒過程計算算例及結果分析
8.4.1 雙工況氫氧發動機燃燒與傳熱數值分析
8.4.2 三組元發動機推力室內部傳熱數值仿真
8.4.3 液體發動機燃燒穩定性數值仿真
參考文獻
