液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒動(dòng)力學(xué)模型與數(shù)值計(jì)算

第1章液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)
　1.1概述
　1.2液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室
　　1.2.1推力產(chǎn)生過(guò)程
　　1.2.2推力室基本部件
　　1.2.3推力室工作過(guò)程
　　1.2.4推力室燃燒過(guò)程組織
　1.3液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程
　　1.3.1啟動(dòng)
　　1.3.2關(guān)機(jī)
　　1.3.3點(diǎn)火
　　1.3.4吹除與預(yù)冷
　1.4液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)
　　1.4.1推力
　　1.4.2總沖量與比沖量
　　1.4.3特征速度與推力系數(shù)
　　1.4.4推進(jìn)劑質(zhì)量混合比與混合比偏差
　　1.4.5推進(jìn)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)火箭性能的影響
　　參考文獻(xiàn)
第2章液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定性
　2.1概述
　2.2燃燒不穩(wěn)定性基本概念
　　2.2.1燃燒不穩(wěn)定性激發(fā)的基本原理
　　2.2.2燃燒不穩(wěn)定性的分類(lèi)
　　2.2.3燃燒不穩(wěn)定性研究評(píng)述
　2.3燃燒不穩(wěn)定性控制方法
　　2.3.1被動(dòng)控制
　　2.3.2主動(dòng)控制
　2.4燃燒穩(wěn)定性的評(píng)定
　　2.4.1穩(wěn)定性評(píng)定目的
　　2.4.2穩(wěn)定性評(píng)定方法
　2.5燃燒不穩(wěn)定性分析模型
　　2.5.1高頻燃燒不穩(wěn)定性分析模型
　　2.5.2低頻和中頻燃燒不穩(wěn)定性分析模型
　　2.5.3燃燒不穩(wěn)定性分析模型評(píng)述
　2.6燃燒不穩(wěn)定性數(shù)值計(jì)算基本步驟
　　2.6.1建立基本守恒方程組
　　2.6.2確定邊界條件
　　2.6.3建立物理模型封閉守恒方程
　　2.6.4制定求解算法
　　2.6.5編制、調(diào)試程序
　　2.6.6模擬結(jié)果的試驗(yàn)驗(yàn)證
　　2.6.7改進(jìn)模型及算法
　　參考文獻(xiàn)
第3章液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒動(dòng)力學(xué)模型
　3.1概述
　3.2氣相流動(dòng)控制方程
　　3.2.1直角坐標(biāo)系
　　3.2.2圓柱坐標(biāo)系
　　3.2.3任意曲線坐標(biāo)系
　3.3霧化過(guò)程模型
　　3.3.1離心式噴嘴
　　3.3.2直流自擊式噴嘴
　　3.3.3直流互擊式噴嘴
　　3.3.4同軸直流噴嘴
　3.4液滴蒸發(fā)模型
　　3.4.1自燃推進(jìn)劑分解模型
　　3.4.2自燃推進(jìn)劑蒸發(fā)／分解燃燒模型
　　3.4.3液氧液滴高壓蒸發(fā)模型
　　3.4.4烴類(lèi)燃料液滴高壓蒸發(fā)模型
　3.5湍流流動(dòng)模型
　　3.5.1代數(shù)模型
　　3.5.2 單方程模型
　　3.5.3 k-ε雙方程模型
　3.6兩相流動(dòng)模型
　　3.6.1顆粒軌道模型
　　3.6.2顆粒相在流場(chǎng)中的流動(dòng)特性
　　3.6.3顆粒在流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的求解
　　3.6.4液霧湍流擴(kuò)散方程
　　3.6.5液滴對(duì)氣相的源項(xiàng)
　3.7湍流燃燒模型
　　3.7.1阿累尼烏斯定律
　　3.7.2e.b.u.模型
　　3.7.3其他燃燒模型
　　參考文獻(xiàn)
第4章液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法
　4.1概述
　4.2數(shù)值計(jì)算方法概述
　　4.2.1數(shù)值網(wǎng)格生成
　　4.2.2微分方程離散
　　4.2.3代數(shù)方程求解
　4.3piso算法-
　　4.3.1通用方程的離散
　　4.3.2二階迎風(fēng)格式
　　4.3.3算子分裂方法
　　4.3.4非交錯(cuò)網(wǎng)格下壓力——速度耦合方程
　　4.3.5差分方程組求解
　4.4macconnack算法
　4.5邊界條件
　　4.5.1人口邊界條件
　　4.5.2出口邊界條件
　　4.5.3對(duì)稱軸處的邊界條件
　　4.5.4壁面邊界條件
　4.6計(jì)算網(wǎng)格的生成
　　參考文獻(xiàn)
第5章自燃推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒動(dòng)力學(xué)
　5.1概述
　5.2自燃推進(jìn)劑蒸發(fā)燃燒特性
　　5.2.1 mmh蒸發(fā)特性
　　5.2.2nto蒸發(fā)特性
　　5.2.3噴霧燃燒穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)
　5.3燃燒不穩(wěn)定數(shù)值評(píng)定
　　5.3.1不穩(wěn)定燃燒模型
　　5.3.2燃燒穩(wěn)定性評(píng)定方法
　5.4燃燒穩(wěn)定性影響因素
　　5.4.1霧化液滴平均直徑
　　5.4.2推進(jìn)劑初始溫度
　　5.4.3燃燒室壓力
　　5.4.4混合比
　5.5聲腔抑制燃燒不穩(wěn)定性
　　5.5.1聲腔理論模型
　　5.5.2非線性分析
　　5.5.3算例分析
　　參考文獻(xiàn)
第6章低溫推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒動(dòng)力學(xué)
　6.1概述
　6.2同軸直流噴嘴噴霧燃燒過(guò)程動(dòng)力學(xué)
　　6.2.1物理模型與方法
　　6.2.2氫氧燃燒動(dòng)力學(xué)
　　6.2.3氫氧燃燒過(guò)程火焰穩(wěn)定機(jī)理
　　6.2.4氫氧超臨界噴霧燃燒過(guò)程演化機(jī)理
　6.3氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性影響規(guī)律
　　6.3.1混合比
　　6.3.2燃燒室壓力
　　6.3.3噴射速度比
　　6.3.4氫噴射溫度
　6.4輪轂／徑向噴嘴隔板抑制氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒振蕩的效果與機(jī)理
　　6.4.1隔板燃燒室三維穩(wěn)態(tài)燃燒流場(chǎng)
　　6.4.2燃燒室壓力振蕩特征的重現(xiàn)
　　6.4.3對(duì)切向模式燃燒不穩(wěn)定的控制效果
　　6.4.4對(duì)徑向模式燃燒不穩(wěn)定的控制效果
　　6.4.5隔板抑制燃燒振蕩的機(jī)理
　6.5 液氧/甲烷火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定性評(píng)估
　　6.5.1 三維燃燒流場(chǎng)
　　6.5.2燃燒不穩(wěn)定性評(píng)估
　　6.5.3與氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的比較
　　6.5.4輪轂／徑向噴嘴隔板抑制液氧／甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)低頻燃燒振蕩的效果
　　6.5.5低頻燃燒振蕩發(fā)生機(jī)理
　　參考文獻(xiàn)
第7章三組元液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒動(dòng)力學(xué)
　7.1概述
　7.2不穩(wěn)定燃燒的非線性分析
　　7.2.1非線性動(dòng)力學(xué)基本概念
　　7.2.2非線性場(chǎng)振子模型
　　7.2.3發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中的混沌現(xiàn)象
　7.3燃燒不穩(wěn)定性影響因素分析
　　7.3.1氫含量
　　7.3.2活化能
　　7.3.3煤油液滴噴射速度
　　7.3.4煤油液滴尺寸分布特性
　7.4亥姆霍茲諧振腔抑制燃燒不穩(wěn)定性
　　7.4.1激發(fā)不穩(wěn)定燃燒
　　7.4.2亥姆霍茲諧振腔對(duì)振蕩的抑制作用
　7.5燃燒不穩(wěn)定性主動(dòng)控制
　　7.5.1主動(dòng)控制原理
　　7.5.2主動(dòng)控制仿真結(jié)果
　　參考文獻(xiàn)
第8章液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外燃燒流場(chǎng)一體化計(jì)算
　8.1概述
　8.2火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外燃燒流場(chǎng)特征
　　8.2.1基本概念
　　8.2.2尾流效應(yīng)
　　8.2.3關(guān)鍵技術(shù)
　8.3火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)外燃燒流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算結(jié)果
　　8.3.1物理模型與算法
　　8.3.2計(jì)算結(jié)果
　8.4火箭導(dǎo)彈尾流輻射特性
　　8.4.1輻射傳輸方程
　　8.4.2 輻射幾何學(xué)
　　8.4.3計(jì)算結(jié)果
　　參考文獻(xiàn)
第9章液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)
　9.1概述
　9.2推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析模型
　　9.2.1管路動(dòng)力學(xué)方程
　　9.2.2貯箱增壓氣體狀態(tài)方程
　　9.2.3沿程損失和局部損失
　　9.2.4水擊壓差估算
　9.3推力室動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析模型
　　9.3.1電磁閥的流量及損失模型
　　9.3.2噴注器的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方程
　　9.3.3推力室動(dòng)態(tài)過(guò)程分析模型
　9.4系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的求解方法
　　9.4.1特征線方法
　　9.4.2特征方程差分形式
　　9.4.3特征線方法的穩(wěn)定性條件
　9.5推進(jìn)系統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性
　　9.5.1管路瞬變特性
　　9.5.2啟動(dòng)與關(guān)機(jī)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性
　　9.5.3推進(jìn)系統(tǒng)脈沖工作特性
參考文獻(xiàn)
附錄