液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程建模與數(shù)值仿真

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)部燃燒過程
1.2.1 啟動(dòng)和關(guān)機(jī)過程
1.2.2 燃燒過程
1.2.3 工作過程的性能參數(shù)
1.3 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程數(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-κp和κ-ε-Ap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一陜速化學(xué)反應(yīng)模型
5.2.1 概念和假設(shè)
5.2.2 κ-ε-Ζ-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)嘈透咚狗植嫉腜DF
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)卒
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?br />6.3.3 燃燒過程輻射換熱數(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
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 噴射霧化過程的響應(yīng)特性
7.3.3 液滴蒸發(fā)過程的響應(yīng)特性
7.4 敏感時(shí)滯模型n-r
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)