固体火箭发动机工作过程数值仿真（研究生教学用书）

第一章引言.
§1—1固体火箭发动机的基本结构
一.推进剂装药
二.燃烧室
三.喷管
四.点火装置
§1—2固体火箭发动机的工作过程
一.固体火箭发动机的工作过程及其特点
二.固体火箭发动机的主要性能参数
§1—3固体火箭发动机工作过程的数值仿真
一.固体火箭发动机工作过程数值仿真的作用
二.固体火箭发动机工作过程数值仿真的主要内容
三.对开展工作过程数值仿真研究的几点建议
参考文献
第二章计算流体力学基本知识
§2—1控制方程组的有限差分离散
§2—2控制方程组的有限体积离散
一.物理守恒定律的一般形式
二.有限体积法
三.有限体积法应用举例
四.守恒离散与非守恒离散
§2—3离散方程的相容性.收敛性和稳定性
§2—4对流一扩散方程的差分格式
一.对流一扩散方程及其精确解分析
二.中心差分格式
三.对流项一阶迎风格式
四.对流项二阶迎风格式
五.QUICK格式
六.线性代数离散方程组的求解
§2—5求解二维定常不可压黏性流动的SIMPLE方法
一.流场数值计算的困难
二.交错网格与动量方程的离散
三.压强修正与SIMPLE方法
四.SIMPLE算法的计算步骤与有关说明
§2—6CFD编程与通用软件简介
一.物理模型
二.编程方面的考虑
三.通用软件简介
参考文献
第三章网格设计与坐标变换
§3—1概述
§3—2Thompson贴体网格自动生成方法
一.Laplace方程和Poisson方程的变换关系
二.反变换方程
三.反变换方程的数值离散
四.数值离散方程组的求解方法
§3—3非齐次源项
一.Thompson源项
二.非齐次离散源项
三.Middlecoff源项
四.对三种源项的评价
§3—4贴体曲线网格的弧长参数生成法
§3—5流场控制方程组在任意曲线坐标系上的变换
一.流场控制方程组及其无量纲化
二.坐标系变换关系
三.控制方程组的变换
参考文献
第四章固体火箭发动机燃气的基本特性
§4—1多组分气体混合物基本关系式
一.分压强和分容积
二.气体混合物组分的表示方法
三.气体混合物的热力学能.焓.热容及熵
§4—2燃气的热力参数
一.质量守恒方程
二.吉布斯自由能判据方程
三.热力计算方程组
四.基本热力学导数-
五.平衡流动的热力参数确定
六.热力参数计算的数值方法
七.固体火箭发动机的热力参数计算
§4—3输运系数
一.单原子分子
二.多原子分子
三.多组分气体混合物(N≥2)_
§4—4热化学与有限速率化学反应动力学基础
一.热化学基本计算
二.有限速率化学反应动力学基础
参考文献
第五章燃烧室内流场的数值模拟
§5—1燃烧室流场的特点与简化
一.燃烧室内流场的特点
二.流场的简化
三.求解域及网格生成
§5—2控制方程组
一.轴对称控制方程组
二.控制方程组的统一形式
§5—3通用输运方程的数值离散与求解方法
一.通用输运方程在任意曲线坐标系上的变换
二.通用输运方程的数值离散
三.离散方程的求解方法
§5—4压强修正方程..
一.压强修正方程的推导
二.压强修正方程的改造
§5—5燃烧室内层流流场的数值模拟
一.边界条件
二.初场布置
三.收敛准则
四.计算结果
§5—6雷诺时均方程与湍流模型
一.雷诺时均方程与涡黏性假设
二.k-ε两方程模型
§5—7燃烧室内湍流流场的数值模拟
一.湍流通用输运方程在任意曲线坐标系上的变换
二.通用输运方程的数值离散
三.近壁区处理
四.离散方程的求解
五.计算结果
参考文献
第六章火箭喷管流场的数值模拟
§6—1特征线法的基本理论
一.单个偏微分方程
二.两个偏微分方程的方程组
三.依赖区.影响区和初值线
§6—2三维定常等熵超声速流动的特征线理论
一.原始控制方程组
二.特征方程和相容性方程
三.特征面
四.在流面和波面上的相容性方程
五.小结
§6—3三维定常等熵超声速流动的数值计算方法
一.数值计算方法
二.稳定性条件与计算的细节问题
§6—4三维特征线方法在微推偏喷管研制中的应用
一.初值面流场布置
二.火箭发动机推力矢量的计算方法
三.锥型喷管推力偏心特性的数值模拟与分析
四.特型喷管推力偏心特性的数值模拟与分析
五.小结
§6—5全变差递减(TVD)格式简介
一.TVD格式的概念与基本类型
二.推广到双曲守恒型方程组的TVD格式
三.一维可压缩流动方程组的TVD格式
§6—6二维隐式有限体积TVD格式
一.二维有限体积格式
二.矢通量分裂
三.隐式有限体积TVD格式
四.二维隐式有限体积TVD格式应用于喷管流场的数值模拟
§6—7三维隐式有限体积TVD格式
一.三维Euler方程及有限体积格式
二.矢通量分裂
三.三维隐式有限体积TVD格式
四.用三维隐式有限体积TVD格式数值模拟喷管内流场“
五.火箭喷管内三维流场数值计算
§6—8喷管内一维定常两相流动数值模拟
一.喷管内一维两相流的控制方程组
二.控制方程组的求解方法
三.计算结果与讨论
§6—9喷管超声速段的二维定常两相流动数值模拟
一.二维定常两相流动控制方程组
二.轴对称喷管超声速段两相流动的计算结果
三.喷管二维两相跨声速流动数值模拟
参考文献
第七章燃烧.传热与流动过程的耦合数值模拟
§7—1一维非定常加质传热流动的数值模拟
一.一维非定常加质传热流动的控制方程组
二.一维非定常加质传热两相流动的控制方程组
三.数值计算方法
§7—2多维非定常加质传热流动的数值模拟
一.加质流动边界条件及多维加质流动计算实例
二.传热与流动的耦合
§7—3多组分反应流体流动的控制方程组
一.雷诺输运定理
二.组分及混合物连续方程
三.动量方程
四.能量方程
五.小结
§7—4湍流燃烧模型
一.简单化学反应系统和快速化学反应模型
二.复杂化学反应系统模型简介
§7—5考虑热辐射的流动数值模拟
一.热辐射对固壁的传热与流动计算的耦合
二.燃气辐射换热计算
§7—6燃烧与流动耦合计算的预处理
一.化学反应模型
二.输运系数
三.热力学性质和温度的确定
四.组分质量分数的简化求解——利用元素的质量分数求解组分质量分数
五.辐射边界
§7—7燃烧与流动的数值计算
一.控制方程组
二.无黏项处理
三.黏性项
四.有限速率化学反应组分源函数项和壁面压强条件
五.计算实例
参考文献
第八章固体火箭发动机工作过程数值仿真
§8—1固体火箭发动机点火过程计算
一.控制方程组
二.边界条件
三.数值计算方法
四.计算结果
§8—2固体火箭发动机统一内流场一维两相流动的计算方法
一.统一方程组
二.计算方法和实例
三.计算结果
§8—3固体火箭发动机统一内流场的二维计算方法
一.数值方法
二.数学物理模型
三.计算结果
§8—4固体燃料冲压发动机内外流场数值仿真简介
一.求解域与网格布置
二.控制方程组及其在任意曲线坐标系的变换
三.控制方程组的数值离散
四.湍流模型
五.计算结果
参考文献...