固體火箭發(fā)動機工作過程數值仿真（研究生教學用書）

第一章引言.
§1—1固體火箭發(fā)動機的基本結構
一.推進劑裝藥
二.燃燒室
三.噴管
四.點火裝置
§1—2固體火箭發(fā)動機的工作過程
一.固體火箭發(fā)動機的工作過程及其特點
二.固體火箭發(fā)動機的主要性能參數
§1—3固體火箭發(fā)動機工作過程的數值仿真
一.固體火箭發(fā)動機工作過程數值仿真的作用
二.固體火箭發(fā)動機工作過程數值仿真的主要內容
三.對開展工作過程數值仿真研究的幾點建議
參考文獻
第二章計算流體力學基本知識
§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對流一擴散方程的差分格式
一.對流一擴散方程及其精確解分析
二.中心差分格式
三.對流項一階迎風格式
四.對流項二階迎風格式
五.QUICK格式
六.線性代數離散方程組的求解
§2—5求解二維定常不可壓黏性流動的SIMPLE方法
一.流場數值計算的困難
二.交錯網格與動量方程的離散
三.壓強修正與SIMPLE方法
四.SIMPLE算法的計算步驟與有關說明
§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
第三章網格設計與坐標變換
§3—1概述
§3—2Thompson貼體網格自動生成方法
一.Laplace方程和Poisson方程的變換關系
二.反變換方程
三.反變換方程的數值離散
四.數值離散方程組的求解方法
§3—3非齊次源項
一.Thompson源項
二.非齊次離散源項
三.Middlecoff源項
四.對三種源項的評價
§3—4貼體曲線網格的弧長參數生成法
§3—5流場控制方程組在任意曲線坐標系上的變換
一.流場控制方程組及其無量綱化
二.坐標系變換關系
三.控制方程組的變換
參考文獻
第四章固體火箭發(fā)動機燃氣的基本特性
§4—1多組分氣體混合物基本關系式
一.分壓強和分容積
二.氣體混合物組分的表示方法
三.氣體混合物的熱力學能.焓.熱容及熵
§4—2燃氣的熱力參數
一.質量守恒方程
二.吉布斯自由能判據方程
三.熱力計算方程組
四.基本熱力學導數-
五.平衡流動的熱力參數確定
六.熱力參數計算的數值方法
七.固體火箭發(fā)動機的熱力參數計算
§4—3輸運系數
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熱化學與有限速率化學反應動力學基礎
一.熱化學基本計算
二.有限速率化學反應動力學基礎
參考文獻
第五章燃燒室內流場的數值模擬
§5—1燃燒室流場的特點與簡化
一.燃燒室內流場的特點
二.流場的簡化
三.求解域及網格生成
§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通用輸運方程的數值離散與求解方法
一.通用輸運方程在任意曲線坐標系上的變換
二.通用輸運方程的數值離散
三.離散方程的求解方法
§5—4壓強修正方程..
一.壓強修正方程的推導
二.壓強修正方程的改造
§5—5燃燒室內層流流場的數值模擬
一.邊界條件
二.初場布置
三.收斂準則
四.計算結果
§5—6雷諾時均方程與湍流模型
一.雷諾時均方程與渦黏性假設
二.k-ε兩方程模型
§5—7燃燒室內湍流流場的數值模擬
一.湍流通用輸運方程在任意曲線坐標系上的變換
二.通用輸運方程的數值離散
三.近壁區(qū)處理
四.離散方程的求解
五.計算結果
參考文獻
第六章火箭噴管流場的數值模擬
§6—1特征線法的基本理論
一.單個偏微分方程
二.兩個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
§6—3三維定常等熵超聲速流動的數值計算方法
一.數值計算方法
二.穩(wěn)定性條件與計算的細節(jié)問題
§6—4三維特征線方法在微推偏噴管研制中的應用
一.初值面流場布置
二.火箭發(fā)動機推力矢量的計算方法
三.錐型噴管推力偏心特性的數值模擬與分析
四.特型噴管推力偏心特性的數值模擬與分析
五.小結
§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格式應用于噴管流場的數值模擬
§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格式數值模擬噴管內流場“
五.火箭噴管內三維流場數值計算
§6—8噴管內一維定常兩相流動數值模擬
一.噴管內一維兩相流的控制方程組
二.控制方程組的求解方法
三.計算結果與討論
§6—9噴管超聲速段的二維定常兩相流動數值模擬
一.二維定常兩相流動控制方程組
二.軸對稱噴管超聲速段兩相流動的計算結果
三.噴管二維兩相跨聲速流動數值模擬
參考文獻
第七章燃燒.傳熱與流動過程的耦合數值模擬
§7—1一維非定常加質傳熱流動的數值模擬
一.一維非定常加質傳熱流動的控制方程組
二.一維非定常加質傳熱兩相流動的控制方程組
三.數值計算方法
§7—2多維非定常加質傳熱流動的數值模擬
一.加質流動邊界條件及多維加質流動計算實例
二.傳熱與流動的耦合
§7—3多組分反應流體流動的控制方程組
一.雷諾輸運定理
二.組分及混合物連續(xù)方程
三.動量方程
四.能量方程
五.小結
§7—4湍流燃燒模型
一.簡單化學反應系統(tǒng)和快速化學反應模型
二.復雜化學反應系統(tǒng)模型簡介
§7—5考慮熱輻射的流動數值模擬
一.熱輻射對固壁的傳熱與流動計算的耦合
二.燃氣輻射換熱計算
§7—6燃燒與流動耦合計算的預處理
一.化學反應模型
二.輸運系數
三.熱力學性質和溫度的確定
四.組分質量分數的簡化求解——利用元素的質量分數求解組分質量分數
五.輻射邊界
§7—7燃燒與流動的數值計算
一.控制方程組
二.無黏項處理
三.黏性項
四.有限速率化學反應組分源函數項和壁面壓強條件
五.計算實例
參考文獻
第八章固體火箭發(fā)動機工作過程數值仿真
§8—1固體火箭發(fā)動機點火過程計算
一.控制方程組
二.邊界條件
三.數值計算方法
四.計算結果
§8—2固體火箭發(fā)動機統(tǒng)一內流場一維兩相流動的計算方法
一.統(tǒng)一方程組
二.計算方法和實例
三.計算結果
§8—3固體火箭發(fā)動機統(tǒng)一內流場的二維計算方法
一.數值方法
二.數學物理模型
三.計算結果
§8—4固體燃料沖壓發(fā)動機內外流場數值仿真簡介
一.求解域與網格布置
二.控制方程組及其在任意曲線坐標系的變換
三.控制方程組的數值離散
四.湍流模型
五.計算結果
參考文獻...