液体火箭发动机燃烧过程建模与数值仿真

第1章  引言1.1  液体火箭发动机的基本结构1.1.1  推进剂供应系统1.1.2  推力室1.2  液体火箭发动机的内部燃烧过程1.2.1  启动和关机过程1.2.2  燃烧过程1.2.3  工作过程的性能参数1.3  液体火箭发动机燃烧过程数值仿真的特点及发展历程1.3.1  液体火箭发动机燃烧过程数值仿真的作用1.3.2  液体火箭发动机工作过程数值仿真的主要内容1.3.3  液体火箭发动机燃烧过程的数值仿真发展历程1.4  化学流体力学基本控制方程组1.5  本书的主要内容参考文献第2章  液体推进剂雾化机理和雾化模型2.1  液体火箭发动机喷注器类型和作用2.2  液体推进剂雾化机理2.2.1  静态液滴的形成2.2.2  圆柱射流破碎2.2.3  液膜破碎2.2.4  液滴二次破碎2.3  液体火箭发动机中雾化性能评价指标2.3.1  喷雾尺寸分布函数2.3.2  平均直径与特征直径2.3.3  喷雾尺寸分布的测量2.4  液体火箭发动机喷嘴雾化模型2.4.1  直流式喷嘴2.4.2  离心式喷嘴2.4.3  撞击式喷嘴2.4.4  同轴剪切式喷嘴2.4.5  同轴离心式喷嘴2.5  液体推进剂喷雾数值模拟2.5.1  液体推进剂雾化过程数学模型2.5.2  拟流体模型2.5.3  颗粒轨道模型2.5.4  界面追踪法在雾化数值模拟中的应用参考文献第3章  液滴蒸发燃烧模型3.1  液滴在常压下的准定常蒸发燃烧理论3.1.1  液滴在静止气体中无燃烧时的准定常蒸发理论3.1.2  液滴在静止气体中有燃烧时的准定常蒸发理论3.1.3  液滴在对流介质中的无燃烧蒸发理论3.1.4  液滴在对流介质中的有燃烧蒸发理论3.2  高压下液滴蒸发模型3.2.1  ZKS液滴高压蒸发理论3.2.2  应用液相活度系数计算高压气液平衡的方法3.3  振荡环境下推进剂液滴亚临界蒸发响应特性3.3.1  物理模型3.3.2  算例及结果分析3.4  多组分燃料液滴蒸发模型3.4.1  简单多组分液滴蒸发模型3.4.2  复杂多组分混合物液滴蒸发的连续热力学模型3.5  液滴群蒸发3.5.1  群燃烧数定义3.5.2  液滴群燃烧模式参考文献第4章  湍流流动模拟4.1  湍流模式理论及方程4.1.1  代数模型4.1.2  一方程模型4.1.3  两方程模型4.1.4  湍流模型修正4.1.5  非线性湍流模型4.1.6  雷诺应力模型4.1.7  模型评述4.2  大涡模拟理论及方程4.2.1  大涡模拟的基本思想4.2.2  大涡的运动方程4.2.3  亚格子尺度模型4.2.4  混合RANS／LES方法4.3  两相湍流模型4.3.1  颗粒湍流的Hinze-Tchen代数模型4.3.2  两相湍流的κ-ε-κp和κ-ε-Ap模型参考文献第5章  湍流燃烧模型5.1  化学反应项的平均5.2  扩散火焰的设定PDF一陕速化学反应模型5.2.1  概念和假设5.2.2  κ-ε-Ζ-g方程组5.2.3  概率密度分布函数5.2.4  设定型PDF5.2.5  截断型高斯分布的PDF5.3  预混火焰的有限反应速率EBU-Arrhenius模型5.4  关联矩模型5.4.1  时均反应卒5.4.2  关联矩的封闭5.5  湍流燃烧的火焰面模型5.5.1  扩散火焰面模型5.5.2  预混火焰面模型5.6  湍流燃烧的PDF输运方程方法5.6.1  概率密度函数的输运方程5.6.2  湍流PDF方程的封闭问题5.6.3  密度加权平均的单点联合概率密度函数的输运方程5.6.4  概率密度函数的输运方程的求解5.7  湍流燃烧的大涡模拟5.7.1  湍流燃烧大涡模拟的控制方程5.7.2  亚格子尺度燃烧模型参考文献第6章  传热模型及模拟6.1  燃烧室壁对流传热模型6.1.1  燃气对流传热模型6.1.2  冷却对流传热模型6.2  燃烧室壁热传导模型6.2.1  傅里叶导热定律6.2.2  一维稳定热传导6.2.3  二维稳定热传导6.2.4  非稳态热传导6.3  辐射换热模型6.3.1  辐射的基本定律6.3.2  辐射热流密度计算经验模型6.3.3  燃烧过程辐射换热数值模拟参考文献第7章  燃烧不稳定模型7.1  概述7.1.1  燃烧不稳定性表现形式7.1.2  不稳定燃烧分类7.1.3  燃烧不稳定性的特点7.2  燃烧不稳定的声学基础7.2.1  供热或供质激起声振荡的Rayleigh准则7.2.2  声波与声振荡7.2.3  燃烧室内的声振型7.2.4  火箭发动机内的自激振荡7.3  液体火箭发动机燃烧过程的响应特性7.3.1  推进剂供应系统的响应特性7.3.2  喷射雾化过程的响应特性7.3.3  液滴蒸发过程的响应特性7.4  敏感时滞模型n-r7.4.1  燃烧时滞7.4.2  敏感时滞模型7.5  液体火箭发动机燃烧稳定性非线性理论7.5.1  非线性场振子模型7.5.2  均匀反应器声振模型7.5.3  时空相互作用动力学模型7.5.4  燃烧不稳定的一般热力学分析7.6  不稳定燃烧的控制措施7.6.1  被动控制7.6.2  主动控制7.6.3  第三种控制方法参考文献第8章  液体火箭发动机燃烧过程数值方法及计算实例8.1  两相多组分反应流基本控制方程8.1.1  气相控制方程8.1.2  液相颗粒轨道模型8.1.3  湍流模型8.1.4  液滴雾化模型8.1.5  液滴蒸发模型8.1.6  化学反应动力学模型8.2  数值计算方法8.2.1  概述8.2.2  常用的离散格式8.2.3  离散方程8.2.4  基于交错网格的动量方程的离散8.2.5  流场计算的SIMPLE算法8.2.6  PISO算法8.3  网格生成技术8.3.1  结构网格生成技术8.3.2  非结构网格生成技术8.4  液体火箭发动机燃烧过程计算算例及结果分析8.4.1  双工况氢氧发动机燃烧与传热数值分析8.4.2  三组元发动机推力室内部传热数值仿真8.4.3  液体发动机燃烧稳定性数值仿真参考文献