连续爆轰发动机原理与技术
作者： 王健平，姚松柏 著
出版时间： 2018年版
内容简介
现有的发动机燃烧都是缓燃。爆轰是与激波紧密耦合的超声速燃烧。连续爆轰发动机利用燃烧室内沿圆周方向传播的爆轰波，沿轴向产生推力。它具有燃烧速度快、热效率高、比冲大、流量大幅可调的优点，可望成为未来颠覆性航空航天动力。本书将主要以作者近十年来的研究成果为基础，对连续爆轰发动机的基本原理和应用技术进行系统总结。
目录
第1章 概述
1.1 爆轰发动机
1.1.1 驻定爆轰发动机
1.1.2 脉冲爆轰发动机
1.1.3 连续爆轰发动机
1.2 爆轰理论
1.2.1 爆轰理论的形成和发展
1.2.2 C-J理论
1.2.3 ZND模型

第2章 实验技术
2.1 燃烧室
2.2 供气系统
2.2.1 气库
2.2.2 针阀与质量流量控制器
2.2.3 电磁阀
2.2.4 单向阀
2.3 排气系统
2.4 点火系统
2.5 控制系统
2.6 测量系统
2.6.1 压强传感器
2.6.2 数据采集记录
2.7 实验方法
2.7.1 实验基本流程
2.7.2 实验时序设计

第3章 数值模拟方法
3.1 化学反应模型
3.1.1 一步化学反应模型
3.1.2 两步化学反应模型
3.1.3 基元化学反应模型
3.2 控制方程
3.3 数值方法
3.3.1 Steger-Warming矢通量分裂
3.3.2 MPWENO格式
3.3.3 Runge-Kutta法
3.3.4 MPI并行计算
3.4 边界条件

第4章 进气与点火起爆
4.1 喷注与掺混
4.1.1 燃料喷注与掺混
4.1.2 非均布进气方式的数值模拟
4.1.3 阵列式小孔进气方式
4.2 点火与起爆
4.2.1 预爆轰管起爆
4.2.2 电火花塞起爆
4.2.3 其他起爆方式

第5章 流场结构
5.1 二维连续爆轰流场
5.1 -1计算方法
5.1.2 连续爆轰发动机流场
5.1.3 人流总压及管长对连续爆轰发动机推进性能的影响
5.2 三维连续爆轰流场
5.2.1 控制方程
5.2.2 网格收敛性
5.2.3 流场结构
5.2.4 曲率效应
5.3 人流极限
5.3.1 数学模型与边界条件
5.3.2 物理模型
5.3.3 分析

第6章 粒子跟踪法与热力学分析
6.1 热力学循环
6.1.1 Humphrey循环
6.1.2 F-J循环
6.1.3 ZND循环
6.1.4 Brayton循环
6.1.5 几种理想循环模型对比
6.2 粒子跟踪法在连续爆轰发动机数值模拟中的应用
6.2.1 反应模型和网格验证
6.2.2 粒子轨迹跟踪
6.2.3 热力学过程分析和比较
6.3 二维和三维流场中的粒子轨迹及结果分析
6.3.1 物理模型和数值方法
6.3.2 二维流场中的粒子轨迹
6.3.3 三维流场中的粒子轨迹
6.3.4 三维和二维结果对比分析

第7章 多波面现象
7.1 波面数量与稳定性
7.1.1 进气与点火方式
7.1.2 燃烧室条件对波面个数及发动机性能的影响
7.1.3 点火至稳定燃烧过程的分析
7.2 多种进气方式
7.2.1 全面进气(全范围进气)
7.2.2 居中细缝进气
7.2.3 两侧细缝进气
7.2.4 放射间隔进气
7.2.5 倾斜带状进气
7.2.6 讨论
7.3 多波面自发形成过程
7.3.1 典型算例
7.3.2 与传统数值模拟结果和实验结果的比较
7.3.3 多波面现象的分析

第8章 空心圆筒燃烧室
8.1 新模型的提出
8.2 网格
8.3 流场
8.3.1 爆轰波稳定过程
8.3.2 波面与可燃气
8.3.3 两种模型对比
8.3.4 性能
8.4 空心圆筒燃烧室中的粒子轨迹
8.4.1 布点
8.4.2 结果分析

第9章 喷管与尾流
9.1 四种喷管构型
9.2 流场结构
9.3 推力性能分析
9.4 尾流场的影响
参考文献
彩图





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