液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程建模與數(shù)值仿真

內(nèi)容概要

《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程建模與數(shù)值仿真》系統(tǒng)地建立和介紹了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧燃燒過(guò)程的理論、模型和數(shù)值計(jì)算方法，包括液體推進(jìn)劑噴霧理論與噴嘴霧化模型，液滴在常壓、高壓和振蕩環(huán)境下的蒸發(fā)理論及多組分液滴蒸發(fā)模型，湍流流動(dòng)模型，湍流燃燒模型，傳熱模型，燃燒不穩(wěn)定理論與模型等，上述理論或模型反映了當(dāng)前的最新研究成果?！兑后w火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程建模與數(shù)值仿真》最后給出了完整的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴霧燃燒計(jì)算模型，介紹了數(shù)值算法和網(wǎng)格生成方法，并給出了應(yīng)用算例。

書(shū)籍目錄

第1章 引言  1.1 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)  1. 1.1 推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)  1.1.2 推力室  1.2 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部燃燒過(guò)程  1.2.1 啟動(dòng)和關(guān)機(jī)過(guò)程  1.2.2 燃燒過(guò)程  1.2.3 工作過(guò)程的性能參數(shù)  1.3 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程數(shù)值仿真的特點(diǎn)及發(fā)展歷程  1.3.1 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程數(shù)值仿真的作用  1.3.2 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值仿真的主要內(nèi)容  1. 3.3 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的數(shù)值仿真發(fā)展歷程  1.4 化學(xué)流體力學(xué)基本控制方程組  1.5 本書(shū)的主要內(nèi)容  參考文獻(xiàn)  第2章 液體推進(jìn)劑霧化機(jī)理和霧化模型  2.1 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器類(lèi)型和作用  2.2 液體推進(jìn)劑霧化機(jī)理  2.2.1 靜態(tài)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(fā)動(dòng)機(jī)中霧化性能評(píng)價(jià)指標(biāo)  2.3.1 噴霧尺寸分布函數(shù)  2. 3.2 平均直徑與特征直徑  2.3.3 噴霧尺寸分布的測(cè)量  2. 4 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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 同軸剪切式噴嘴  2.4.5 同軸離心式噴嘴  2.5 液體推進(jìn)劑噴霧數(shù)值模擬  2.5.1 液體推進(jìn)劑霧化過(guò)程數(shù)學(xué)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(shù)值模擬中的應(yīng)用  參考文獻(xiàn)  第3章 液滴蒸發(fā)燃燒模型  3.1 液滴在常壓下的準(zhǔn)定常蒸發(fā)燃燒理論  3.1.1 液滴在靜止氣體中無(wú)燃燒時(shí)的準(zhǔn)定常蒸發(fā)理論  3.1.2 液滴在靜止氣體中有燃燒時(shí)的準(zhǔn)定常蒸發(fā)理論  3.1.3 液滴在對(duì)流介質(zhì)中的無(wú)燃燒蒸發(fā)理論  3.1.4 液滴在對(duì)流介質(zhì)中的有燃燒蒸發(fā)理論  3.2 高壓下液滴蒸發(fā)模型  3.2.1 zks液滴高壓蒸發(fā)理論  3.2.2 應(yīng)用液相活度系數(shù)計(jì)算高壓氣液平衡的方法  3.3 振蕩環(huán)境下推進(jìn)劑液滴亞臨界蒸發(fā)響應(yīng)特性  3.3.1 物理模型  3.3.2 算例及結(jié)果分析  3.4 多組分燃料液滴蒸發(fā)模型  3.4.1 簡(jiǎn)單多組分液滴蒸發(fā)模型  3.4.2 復(fù)雜多組分混合物液滴蒸發(fā)的連續(xù)熱力學(xué)模型  3.5 液滴群蒸發(fā)  3.5.1 群燃燒數(shù)定義  3. 5.2 液滴群燃燒模式  參考文獻(xiàn)  第4章 湍流流動(dòng)模擬  4.1 湍流模式理論及方程  4. 1.1 代數(shù)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(yīng)力模型  4. 1. 7 模型評(píng)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(yùn)動(dòng)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(shù)模型  4. 3.2 兩相湍流的κ—ε—κρ和κ—ε模型  參考文獻(xiàn)  第5章 湍流燃燒模型  5.1 化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)的平均  5.2 擴(kuò)散火焰的設(shè)定pdf——快速化學(xué)反應(yīng)模型  5.2.1 概念和假設(shè)  5.2.2 κ—ε—z—g方程組  5.2.3 概率密度分布函數(shù)  5.2.4 設(shè)定型pdf  5.2.5 截?cái)嘈透咚狗植嫉膒ⅳ  5.3 預(yù)混火焰的有限反應(yīng)速率ebu—arrhenius模型  5.4 關(guān)聯(lián)矩模型  5.4.1 時(shí)均反應(yīng)率  5.4. 2 關(guān)聯(lián)矩的封閉  5.5 湍流燃燒的火焰面模型  5.5. 1 擴(kuò)散火焰面模型  5.5. 2 預(yù)混火焰面模型  5.6 湍流燃燒的pdf輸運(yùn)方程方法  5.6.1 概率密度函數(shù)的輸運(yùn)方程  5. 6.2 湍流pdf方程的封閉問(wèn)題  5.6.3 密度加權(quán)平均的單點(diǎn)聯(lián)合概率密度函數(shù)的輸運(yùn)方程  5. 6.4 概率密度函數(shù)的輸運(yùn)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(xiàn)  第6章 傳熱模型及模擬  6.1 燃燒室壁對(duì)流傳熱模型  6.1.1 燃?xì)鈱?duì)流傳熱模型  6.1.2 冷卻對(duì)流傳熱模型  6.2 燃燒室壁熱傳導(dǎo)模型  6.2.1 傅里葉導(dǎo)熱定律  6.2.2 一維穩(wěn)定熱傳導(dǎo)  6.2.3 二維穩(wěn)定熱傳導(dǎo)  6.2.4 非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)  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(jì)算經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ? 6.3.3 燃燒過(guò)程輻射換熱數(shù)值模擬  參考文獻(xiàn)  第7章 燃燒不穩(wěn)定模型  7.1 概述  7.1.1 燃燒不穩(wěn)定性表現(xiàn)形式  7.1.2 不穩(wěn)定燃燒分類(lèi)  7.1.3 燃燒不穩(wěn)定性的特點(diǎn)  7.2 燃燒不穩(wěn)定的聲學(xué)基礎(chǔ)  7.2.1 供熱或供質(zhì)激起聲振蕩的rayleigh準(zhǔn)則  7.2.2 聲波與聲振蕩  7.2.3 燃燒室內(nèi)的聲振型  7.2.4 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的自激振蕩  7.3 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的響應(yīng)特性  7.3.1 推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)的響應(yīng)特性  7.3.2 噴射霧化過(guò)程的響應(yīng)特性  7.3.3 液滴蒸發(fā)過(guò)程的響應(yīng)特性  7.4 敏感時(shí)滯模型n—τ  7.4.1 燃燒時(shí)滯  7.4.2 敏感時(shí)滯模型  7.5 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性非線性理論  7.5.1 非線性場(chǎng)振子模型  7.5.2 均勻反應(yīng)器聲振模型  7.5.3 時(shí)空相互作用動(dòng)力學(xué)模型  7.5.4 燃燒不穩(wěn)定的一般熱力學(xué)分析  7.6 不穩(wěn)定燃燒的控制措施  7.6.1 被動(dòng)控制  7.6.2 主動(dòng)控制  7.6.3 第三種控制方法  參考文獻(xiàn)  第8章 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程數(shù)值方法及計(jì)算實(shí)例  8.1 兩相多組分反應(yīng)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(fā)模型  8.1.6 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型  8.2 數(shù)值計(jì)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 基于交錯(cuò)網(wǎng)格的動(dòng)量方程的離散  8.2.5 流場(chǎng)計(jì)算的simple算法  8.2.6 piso算法  8.3 網(wǎng)格生成技術(shù)  8.3.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成技術(shù)  8.3.2 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成技術(shù)  8.4 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程計(jì)算算例及結(jié)果分析  8.4.1 雙工況氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與傳熱數(shù)值分析  8.4.2 三組元發(fā)動(dòng)機(jī)推力室內(nèi)部傳熱數(shù)值仿真  8.4.3 液體發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性數(shù)值仿真  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   7.1.1燃燒不穩(wěn)定性表現(xiàn)形式 燃燒不穩(wěn)定性具有不同的表現(xiàn)形式。由于壓力測(cè)量最為方便，燃燒不穩(wěn)定性通常以壓力變化的周期性為表征。測(cè)壓位置可以是在燃燒室內(nèi)也可以在推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)中。值得注意的是，燃燒不穩(wěn)定造成的室壓振蕩與穩(wěn)態(tài)燃燒的正常室壓脈動(dòng)不同，二者存在如下區(qū)別：①當(dāng)發(fā)生燃燒不穩(wěn)定時(shí)，燃燒室壓力振蕩具有明顯的周期性，振蕩能量集中在某幾個(gè)固有頻率的振蕩上，而且燃燒室內(nèi)不同位置的燃?xì)庹袷幹g具有一定的聯(lián)系。在正常的穩(wěn)態(tài)燃燒時(shí)，盡管燃燒室壓力也經(jīng)常存在不同程度的脈動(dòng)和起伏，但往往是帶有隨機(jī)性的，且各位置的燃?xì)庹袷幓ゲ魂P(guān)聯(lián)，振蕩能量分散，在某一時(shí)間區(qū)間這種脈動(dòng)的總效應(yīng)趨于零。②當(dāng)發(fā)生燃燒不穩(wěn)定時(shí)，燃燒室壓力的振蕩幅值較大，通常在平均室壓的5％以上，有時(shí)甚至可能高達(dá)百分之幾十或更高。穩(wěn)態(tài)燃燒時(shí)的隨機(jī)擾動(dòng)往往幅值較小。 溫度和傳熱的監(jiān)測(cè)也能夠成功地顯示出燃燒不穩(wěn)定的發(fā)生。埋在室壁內(nèi)的熱電偶可以感受到壁溫的迅速升高。利用冷卻劑或局部再生冷卻劑，也可得到溫度變化的快速響應(yīng)。 燃燒不穩(wěn)定性也使排氣羽流中的馬赫菱形區(qū)的軸向位置發(fā)生振蕩，這可由高速攝影來(lái)測(cè)得。馬赫菱形區(qū)的振蕩通常與室壓振蕩頻率相一致。有時(shí)采用光學(xué)技術(shù)來(lái)監(jiān)視排氣羽流的光度變化，但光度的變化可能是非常弱的。據(jù)估計(jì)，羽流中光度振蕩的響應(yīng)振幅僅為室壓響應(yīng)振幅的0.1％。測(cè)量結(jié)果表明，流量或推力的周期性變化也是燃燒不穩(wěn)定性的一個(gè)標(biāo)志。 7.1.2不穩(wěn)定燃燒分類(lèi) 通常，各種燃燒不穩(wěn)定性的激勵(lì)機(jī)理是不相同的，相應(yīng)地，需要采用不同的方法來(lái)控制或消除燃燒不穩(wěn)定性。歷史上，燃燒不穩(wěn)定性是按其頻率范圍來(lái)分類(lèi)的，但是在低頻、中頻和高頻之間并沒(méi)有一個(gè)明確的分界線。對(duì)燃燒不穩(wěn)定性?xún)H按頻率來(lái)分類(lèi)會(huì)引起許多混亂。一種較好的分類(lèi)方法是將燃燒不穩(wěn)定性的種類(lèi)與其效應(yīng)、最重要的耦合機(jī)理及其消除裝置聯(lián)系起來(lái)。

編輯推薦

《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程建模與數(shù)值仿真》可作為航天、航空、內(nèi)燃機(jī)以及一切從事和涉及液體燃料燃燒領(lǐng)域和專(zhuān)業(yè)的師生和科技人員的教材或參考書(shū)。

圖書(shū)封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程建模與數(shù)值仿真 PDF格式下載

---