超燃冲压发动机计算燃烧学

高超声速出版工程
目录
丛书序
前言
第1章 概论1
1.1 超燃冲压发动机计算燃烧学概述/1
1.1.1 超燃冲压发动机简介/1
1.1.2 超燃冲压发动机计算燃烧学内涵/3
1.1.3 超声速湍流燃烧特点及数值计算困难/6
1.2 超燃冲压发动机计算燃烧学研究现状/8
1.2.1 超声速同轴射流燃烧/8
1.2.2 超声速气流中的横向射流燃烧/8
1.2.3 支板稳定的超声速燃烧/11
1.2.4 凹腔稳定的超声速燃烧/11
1.2.5 超燃冲压发动机中的气液两相燃烧/13
1.3 可压缩反应流基本控制方程/16
1.4 超燃计算的关键物理化学模型/18
1.4.1 雾化蒸发模型/19
1.4.2 层流有限速率化学反应模型/22
1.4.3 湍流燃烧火焰面模型/24
1.4.4 湍流燃烧PDF模型/26
1.5 本书内容简介/33
参考文献/34
第2章 超声速湍流流动模拟方法与模型51
2.1 湍流及其模拟方法概述/51
2.2 RANS模拟/53
2.2.1 Reynolds和Favre平均/53
2.2.2 湍流模型/57
2.2.3 模型对比与评述/68
2.3 大涡模拟/70
2.3.1 LES方法/70
2.3.2 混合RANS/LES方法/76
2.4 直接数值模拟/82
2.4.1 直接数值模拟方法概述/82
2.4.2 可压缩湍流的直接数值模拟算例/85
参考文献/90
第3章 超声速两相流模拟方法与模型93
3.1 基于界面追踪的一次雾化模拟/94
3.1.1 控制方程/94
3.1.2 数值计算方法/96
3.1.3 界面追踪方法在超声速两相流中的应用/100
3.2 基于界面捕捉的一次雾化模拟/104
3.2.1 控制方程/104
3.2.2 数值处理方法/105
3.2.3 界面捕捉方法在超声速两相流中的应用/110
3.3 基于液滴追踪的二次雾化模拟/116
3.3.1 液滴相控制方程/116
3.3.2 气液之间双向耦合/118
3.3.3 雾化模型/120
3.3.4 液体横向射流在超声速气流中破碎过程的数值模拟/126
3.4 液滴蒸发模拟/129
3.4.1 蒸发模型/129
3.4.2 液体煤油射流在超声速气流中蒸发过程的数值模拟/135
3.5 金属颗粒燃烧模拟/138
3.5.1 单颗粒铝氧反应/138
3.5.2 铝颗粒群在超声速气流中燃烧的数值模拟/144
参考文献/151
第4章 超声速湍流燃烧火焰面模型156
4.1 超声速湍流燃烧稳态火焰面模型/156
4.1.1 层流扩散火焰面模型/156
4.1.2 湍流燃烧火焰面模型/160
4.2 超声速湍流燃烧稳态火焰面模型修正/166
4.2.1 非均匀压力火焰面模型/168
4.2.2 代表性互动式火焰面模型/175
4.3 超声速非稳态燃烧火焰面模型/179
4.3.1 火焰面/进度变量模型/180
4.3.2 超声速气流中的修正方法/184
4.3.3 火焰面温度简化处理模型/186
4.3.4 DLR支板算例验证/189
4.3.5 并联凹腔燃烧算例验证/194
4.4 两相火焰面模型/197
4.4.1 两相火焰面模型物理描述/197
4.4.2 串联凹腔燃烧算例验证/199
参考文献/201
第5章 超声速湍流燃烧模拟概率密度函数方法204
5.1 设定型概率密度函数方法/204
5.1.1 数学模型和数值方法/205
5.1.2 算例验证/208
5.2 输运型概率密度函数方法/214
5.2.1 输运型概率密度函数方法概述/214
5.2.2 超声速LES-标量FMDF方法/219
5.2.3 LES-FMDF方法在高速流中的应用/225
参考文献/234
第6章 数值方法237
6.1 概述/237
6.1.1 网格生成方法/237
6.1.2 曲线坐标系下的无量纲N-S方程/238
6.1.3 坐标变换/239
6.1.4 空间离散形式/240
6.2 激波捕捉格式/241
6.2.1 传统的激波捕捉格式/241
6.2.2 经典的激波捕捉格式/243
6.2.3 一类高精度的激波感知器/251
6.2.4 高效自适应EWENO型激波捕捉格式/252
6.3 线性差分格式及混合格式/253
6.3.1 紧致差分格式/253
6.3.2 中心差分格式/255
6.3.3 混合格式/261
6.4 时间积分方法/276
6.4.1 显式Runge-Kutta方法/277
6.4.2 隐式双时间步法/278
6.5 湍流入口边界条件/283
6.5.1 数值滤波法/284
6.5.2 回收-调节法/287
参考文献/289
第7章 超燃冲压发动机计算燃烧学应用295
7.1 概述/295
7.2 高效并行计算技术/297
7.2.1 MPI＋OpenMP两级混合并行算法/297
7.2.2 CPU＋GPU异构并行算法/304
7.3 超燃冲压发动机非稳态燃烧流动过程模拟/308
7.3.1 燃料喷注及混合特性数值模拟/308
7.3.2 点火及燃烧特性数值模拟/320
7.3.3 内外流一体化数值模拟/344
参考文献/348