固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值仿真（研究生教學(xué)用書）

第一章引言.
§1—1固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
一.推進(jìn)劑裝藥
二.燃燒室
三.噴管
四.點(diǎn)火裝置
§1—2固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程
一.固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程及其特點(diǎn)
二.固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)
§1—3固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的數(shù)值仿真
一.固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值仿真的作用
二.固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值仿真的主要內(nèi)容
三.對開展工作過程數(shù)值仿真研究的幾點(diǎn)建議
參考文獻(xiàn)
第二章計(jì)算流體力學(xué)基本知識(shí)
§2—1控制方程組的有限差分離散
§2—2控制方程組的有限體積離散
一.物理守恒定律的一般形式
二.有限體積法
三.有限體積法應(yīng)用舉例
四.守恒離散與非守恒離散
§2—3離散方程的相容性.收斂性和穩(wěn)定性
§2—4對流一擴(kuò)散方程的差分格式
一.對流一擴(kuò)散方程及其精確解分析
二.中心差分格式
三.對流項(xiàng)一階迎風(fēng)格式
四.對流項(xiàng)二階迎風(fēng)格式
五.QUICK格式
六.線性代數(shù)離散方程組的求解
§2—5求解二維定常不可壓黏性流動(dòng)的SIMPLE方法
一.流場數(shù)值計(jì)算的困難
二.交錯(cuò)網(wǎng)格與動(dòng)量方程的離散
三.壓強(qiáng)修正與SIMPLE方法
四.SIMPLE算法的計(jì)算步驟與有關(guān)說明
§2—6CFD編程與通用軟件簡介
一.物理模型
二.編程方面的考慮
三.通用軟件簡介
參考文獻(xiàn)
第三章網(wǎng)格設(shè)計(jì)與坐標(biāo)變換
§3—1概述
§3—2Thompson貼體網(wǎng)格自動(dòng)生成方法
一.Laplace方程和Poisson方程的變換關(guān)系
二.反變換方程
三.反變換方程的數(shù)值離散
四.數(shù)值離散方程組的求解方法
§3—3非齊次源項(xiàng)
一.Thompson源項(xiàng)
二.非齊次離散源項(xiàng)
三.Middlecoff源項(xiàng)
四.對三種源項(xiàng)的評價(jià)
§3—4貼體曲線網(wǎng)格的弧長參數(shù)生成法
§3—5流場控制方程組在任意曲線坐標(biāo)系上的變換
一.流場控制方程組及其無量綱化
二.坐標(biāo)系變換關(guān)系
三.控制方程組的變換
參考文獻(xiàn)
第四章固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獾幕咎匦?br />§4—1多組分氣體混合物基本關(guān)系式
一.分壓強(qiáng)和分容積
二.氣體混合物組分的表示方法
三.氣體混合物的熱力學(xué)能.焓.熱容及熵
§4—2燃?xì)獾臒崃?shù)
一.質(zhì)量守恒方程
二.吉布斯自由能判據(jù)方程
三.熱力計(jì)算方程組
四.基本熱力學(xué)導(dǎo)數(shù)-
五.平衡流動(dòng)的熱力參數(shù)確定
六.熱力參數(shù)計(jì)算的數(shù)值方法
七.固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力參數(shù)計(jì)算
§4—3輸運(yùn)系數(shù)
一.單原子分子
二.多原子分子
三.多組分氣體混合物(N≥2)_
§4—4熱化學(xué)與有限速率化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
一.熱化學(xué)基本計(jì)算
二.有限速率化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
參考文獻(xiàn)
第五章燃燒室內(nèi)流場的數(shù)值模擬
§5—1燃燒室流場的特點(diǎn)與簡化
一.燃燒室內(nèi)流場的特點(diǎn)
二.流場的簡化
三.求解域及網(wǎng)格生成
§5—2控制方程組
一.軸對稱控制方程組
二.控制方程組的統(tǒng)一形式
§5—3通用輸運(yùn)方程的數(shù)值離散與求解方法
一.通用輸運(yùn)方程在任意曲線坐標(biāo)系上的變換
二.通用輸運(yùn)方程的數(shù)值離散
三.離散方程的求解方法
§5—4壓強(qiáng)修正方程..
一.壓強(qiáng)修正方程的推導(dǎo)
二.壓強(qiáng)修正方程的改造
§5—5燃燒室內(nèi)層流流場的數(shù)值模擬
一.邊界條件
二.初場布置
三.收斂準(zhǔn)則
四.計(jì)算結(jié)果
§5—6雷諾時(shí)均方程與湍流模型
一.雷諾時(shí)均方程與渦黏性假設(shè)
二.k-ε兩方程模型
§5—7燃燒室內(nèi)湍流流場的數(shù)值模擬
一.湍流通用輸運(yùn)方程在任意曲線坐標(biāo)系上的變換
二.通用輸運(yùn)方程的數(shù)值離散
三.近壁區(qū)處理
四.離散方程的求解
五.計(jì)算結(jié)果
參考文獻(xiàn)
第六章火箭噴管流場的數(shù)值模擬
§6—1特征線法的基本理論
一.單個(gè)偏微分方程
二.兩個(gè)偏微分方程的方程組
三.依賴區(qū).影響區(qū)和初值線
§6—2三維定常等熵超聲速流動(dòng)的特征線理論
一.原始控制方程組
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.小結(jié)
§6—3三維定常等熵超聲速流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算方法
一.數(shù)值計(jì)算方法
二.穩(wěn)定性條件與計(jì)算的細(xì)節(jié)問題
§6—4三維特征線方法在微推偏噴管研制中的應(yīng)用
一.初值面流場布置
二.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量的計(jì)算方法
三.錐型噴管推力偏心特性的數(shù)值模擬與分析
四.特型噴管推力偏心特性的數(shù)值模擬與分析
五.小結(jié)
§6—5全變差遞減(TVD)格式簡介
一.TVD格式的概念與基本類型
二.推廣到雙曲守恒型方程組的TVD格式
三.一維可壓縮流動(dòng)方程組的TVD格式
§6—6二維隱式有限體積TVD格式
一.二維有限體積格式
二.矢通量分裂
三.隱式有限體積TVD格式
四.二維隱式有限體積TVD格式應(yīng)用于噴管流場的數(shù)值模擬
§6—7三維隱式有限體積TVD格式
一.三維Euler方程及有限體積格式
二.矢通量分裂
三.三維隱式有限體積TVD格式
四.用三維隱式有限體積TVD格式數(shù)值模擬噴管內(nèi)流場“
五.火箭噴管內(nèi)三維流場數(shù)值計(jì)算
§6—8噴管內(nèi)一維定常兩相流動(dòng)數(shù)值模擬
一.噴管內(nèi)一維兩相流的控制方程組
二.控制方程組的求解方法
三.計(jì)算結(jié)果與討論
§6—9噴管超聲速段的二維定常兩相流動(dòng)數(shù)值模擬
一.二維定常兩相流動(dòng)控制方程組
二.軸對稱噴管超聲速段兩相流動(dòng)的計(jì)算結(jié)果
三.噴管二維兩相跨聲速流動(dòng)數(shù)值模擬
參考文獻(xiàn)
第七章燃燒.傳熱與流動(dòng)過程的耦合數(shù)值模擬
§7—1一維非定常加質(zhì)傳熱流動(dòng)的數(shù)值模擬
一.一維非定常加質(zhì)傳熱流動(dòng)的控制方程組
二.一維非定常加質(zhì)傳熱兩相流動(dòng)的控制方程組
三.數(shù)值計(jì)算方法
§7—2多維非定常加質(zhì)傳熱流動(dòng)的數(shù)值模擬
一.加質(zhì)流動(dòng)邊界條件及多維加質(zhì)流動(dòng)計(jì)算實(shí)例
二.傳熱與流動(dòng)的耦合
§7—3多組分反應(yīng)流體流動(dòng)的控制方程組
一.雷諾輸運(yùn)定理
二.組分及混合物連續(xù)方程
三.動(dòng)量方程
四.能量方程
五.小結(jié)
§7—4湍流燃燒模型
一.簡單化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)和快速化學(xué)反應(yīng)模型
二.復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)模型簡介
§7—5考慮熱輻射的流動(dòng)數(shù)值模擬
一.熱輻射對固壁的傳熱與流動(dòng)計(jì)算的耦合
二.燃?xì)廨椛鋼Q熱計(jì)算
§7—6燃燒與流動(dòng)耦合計(jì)算的預(yù)處理
一.化學(xué)反應(yīng)模型
二.輸運(yùn)系數(shù)
三.熱力學(xué)性質(zhì)和溫度的確定
四.組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡化求解——利用元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求解組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)
五.輻射邊界
§7—7燃燒與流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算
一.控制方程組
二.無黏項(xiàng)處理
三.黏性項(xiàng)
四.有限速率化學(xué)反應(yīng)組分源函數(shù)項(xiàng)和壁面壓強(qiáng)條件
五.計(jì)算實(shí)例
參考文獻(xiàn)
第八章固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程數(shù)值仿真
§8—1固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火過程計(jì)算
一.控制方程組
二.邊界條件
三.數(shù)值計(jì)算方法
四.計(jì)算結(jié)果
§8—2固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)一內(nèi)流場一維兩相流動(dòng)的計(jì)算方法
一.統(tǒng)一方程組
二.計(jì)算方法和實(shí)例
三.計(jì)算結(jié)果
§8—3固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)統(tǒng)一內(nèi)流場的二維計(jì)算方法
一.數(shù)值方法
二.數(shù)學(xué)物理模型
三.計(jì)算結(jié)果
§8—4固體燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外流場數(shù)值仿真簡介
一.求解域與網(wǎng)格布置
二.控制方程組及其在任意曲線坐標(biāo)系的變換
三.控制方程組的數(shù)值離散
四.湍流模型
五.計(jì)算結(jié)果
參考文獻(xiàn)...