超燃沖壓發(fā)動機計算燃燒學(xué)

高超聲速出版工程
目錄
叢書序
前言
第1章 概論1
1.1 超燃沖壓發(fā)動機計算燃燒學(xué)概述/1
1.1.1 超燃沖壓發(fā)動機簡介/1
1.1.2 超燃沖壓發(fā)動機計算燃燒學(xué)內(nèi)涵/3
1.1.3 超聲速湍流燃燒特點及數(shù)值計算困難/6
1.2 超燃沖壓發(fā)動機計算燃燒學(xué)研究現(xiàn)狀/8
1.2.1 超聲速同軸射流燃燒/8
1.2.2 超聲速氣流中的橫向射流燃燒/8
1.2.3 支板穩(wěn)定的超聲速燃燒/11
1.2.4 凹腔穩(wěn)定的超聲速燃燒/11
1.2.5 超燃沖壓發(fā)動機中的氣液兩相燃燒/13
1.3 可壓縮反應(yīng)流基本控制方程/16
1.4 超燃計算的關(guān)鍵物理化學(xué)模型/18
1.4.1 霧化蒸發(fā)模型/19
1.4.2 層流有限速率化學(xué)反應(yīng)模型/22
1.4.3 湍流燃燒火焰面模型/24
1.4.4 湍流燃燒PDF模型/26
1.5 本書內(nèi)容簡介/33
參考文獻/34
第2章 超聲速湍流流動模擬方法與模型51
2.1 湍流及其模擬方法概述/51
2.2 RANS模擬/53
2.2.1 Reynolds和Favre平均/53
2.2.2 湍流模型/57
2.2.3 模型對比與評述/68
2.3 大渦模擬/70
2.3.1 LES方法/70
2.3.2 混合RANS/LES方法/76
2.4 直接數(shù)值模擬/82
2.4.1 直接數(shù)值模擬方法概述/82
2.4.2 可壓縮湍流的直接數(shù)值模擬算例/85
參考文獻/90
第3章 超聲速兩相流模擬方法與模型93
3.1 基于界面追蹤的一次霧化模擬/94
3.1.1 控制方程/94
3.1.2 數(shù)值計算方法/96
3.1.3 界面追蹤方法在超聲速兩相流中的應(yīng)用/100
3.2 基于界面捕捉的一次霧化模擬/104
3.2.1 控制方程/104
3.2.2 數(shù)值處理方法/105
3.2.3 界面捕捉方法在超聲速兩相流中的應(yīng)用/110
3.3 基于液滴追蹤的二次霧化模擬/116
3.3.1 液滴相控制方程/116
3.3.2 氣液之間雙向耦合/118
3.3.3 霧化模型/120
3.3.4 液體橫向射流在超聲速氣流中破碎過程的數(shù)值模擬/126
3.4 液滴蒸發(fā)模擬/129
3.4.1 蒸發(fā)模型/129
3.4.2 液體煤油射流在超聲速氣流中蒸發(fā)過程的數(shù)值模擬/135
3.5 金屬顆粒燃燒模擬/138
3.5.1 單顆粒鋁氧反應(yīng)/138
3.5.2 鋁顆粒群在超聲速氣流中燃燒的數(shù)值模擬/144
參考文獻/151
第4章 超聲速湍流燃燒火焰面模型156
4.1 超聲速湍流燃燒穩(wěn)態(tài)火焰面模型/156
4.1.1 層流擴散火焰面模型/156
4.1.2 湍流燃燒火焰面模型/160
4.2 超聲速湍流燃燒穩(wěn)態(tài)火焰面模型修正/166
4.2.1 非均勻壓力火焰面模型/168
4.2.2 代表性互動式火焰面模型/175
4.3 超聲速非穩(wěn)態(tài)燃燒火焰面模型/179
4.3.1 火焰面/進度變量模型/180
4.3.2 超聲速氣流中的修正方法/184
4.3.3 火焰面溫度簡化處理模型/186
4.3.4 DLR支板算例驗證/189
4.3.5 并聯(lián)凹腔燃燒算例驗證/194
4.4 兩相火焰面模型/197
4.4.1 兩相火焰面模型物理描述/197
4.4.2 串聯(lián)凹腔燃燒算例驗證/199
參考文獻/201
第5章 超聲速湍流燃燒模擬概率密度函數(shù)方法204
5.1 設(shè)定型概率密度函數(shù)方法/204
5.1.1 數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法/205
5.1.2 算例驗證/208
5.2 輸運型概率密度函數(shù)方法/214
5.2.1 輸運型概率密度函數(shù)方法概述/214
5.2.2 超聲速LES-標量FMDF方法/219
5.2.3 LES-FMDF方法在高速流中的應(yīng)用/225
參考文獻/234
第6章 數(shù)值方法237
6.1 概述/237
6.1.1 網(wǎng)格生成方法/237
6.1.2 曲線坐標系下的無量綱N-S方程/238
6.1.3 坐標變換/239
6.1.4 空間離散形式/240
6.2 激波捕捉格式/241
6.2.1 傳統(tǒng)的激波捕捉格式/241
6.2.2 經(jīng)典的激波捕捉格式/243
6.2.3 一類高精度的激波感知器/251
6.2.4 高效自適應(yīng)EWENO型激波捕捉格式/252
6.3 線性差分格式及混合格式/253
6.3.1 緊致差分格式/253
6.3.2 中心差分格式/255
6.3.3 混合格式/261
6.4 時間積分方法/276
6.4.1 顯式Runge-Kutta方法/277
6.4.2 隱式雙時間步法/278
6.5 湍流入口邊界條件/283
6.5.1 數(shù)值濾波法/284
6.5.2 回收-調(diào)節(jié)法/287
參考文獻/289
第7章 超燃沖壓發(fā)動機計算燃燒學(xué)應(yīng)用295
7.1 概述/295
7.2 高效并行計算技術(shù)/297
7.2.1 MPI＋OpenMP兩級混合并行算法/297
7.2.2 CPU＋GPU異構(gòu)并行算法/304
7.3 超燃沖壓發(fā)動機非穩(wěn)態(tài)燃燒流動過程模擬/308
7.3.1 燃料噴注及混合特性數(shù)值模擬/308
7.3.2 點火及燃燒特性數(shù)值模擬/320
7.3.3 內(nèi)外流一體化數(shù)值模擬/344
參考文獻/348