内燃机计算燃烧学(第3版)
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作者解茂昭,贾明
出版社科学出版社
ISBN9787030510822
出版时间2016-12
装帧平装
开本16开
定价198元
货号1202323554
上书时间2024-06-11
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目录
第三版前言
第二版前言(摘录)
章导论1
1.1概述1
1.2内燃机燃烧模型的发展和分类2
1.3化学流体力学基本控制方程组3
本章参考文献5
第2章内燃机缸内湍流流动模型7
2.1湍流基础知识7
2.1.1湍流的基本特征7
2.1.2湍流统计理论的若干基本概念9
2.2内燃机缸内湍流流动的特点18
2.2.1缸内气体流动的演变过程18
2.2.2内燃机中湍流的定义和描述19
2.2.3缸内湍流的主要特点21
2.3内燃机缸内湍流流动的数学模型25
2.3.1雷诺方程和湍流黏性系数25
2.3.2湍流黏性系数模型27
2.3.3单方程模型——湍能的k方程模型29
2.3.4双方程模型——k-ε模型33
2.3.5k-ε模型的发展38
2.3.6重整化群(RNG)方法在湍流模拟中的应用40
2.3.7雷诺应力模型(RSM)46
2.3.8代数应力模型(ASM)54
2.3.9非线性涡黏度模型(NLEVM)55
2.3.10湍流的大涡模拟(LES)62
2.3.11湍流的直接数值模拟73
2.4湍流的快速畸变理论74
2.5本征正交分解(POD)方法在湍流分析中的应用80
2.5.1POD数学方法81
2.5.2POD流场四分解82
本章参考文献84
第3章燃油喷雾模型89
3.1喷雾场的结构89
3.1.1喷雾场的分区90
3.1.2喷雾的近场特性91
3.2气相射流模型92
3.3油气两相模型94
3.3.1连续液滴模型(CDM)94
3.3.2离散液滴模型(DDM)95
3.4两相喷雾的动力学和热力学过程100
3.4.1油滴的阻力与变形100
3.4.2油滴的传热与蒸发102
3.4.3液滴的湍流扩散106
3.4.4液滴的碰撞和聚合108
3.5油束分裂及雾化模型110
3.5.1液体射流分裂雾化的四种形态110
3.5.2雾化机理研究概况112
3.5.3液体射流分裂与雾化的线性稳定性分析116
3.6液体射流分裂雾化的模型129
3.6.1Kelvin-Helmholtz(K-H)模型130
3.6.2Rayleigh-Taylor(R-T)模型133
3.6.3TAB模型135
3.6.4ETAB模型137
3.6.5ELSA模型141
3.6.6油束分裂及雾化的直接数值模拟144
3.7考虑喷孔影响的模型147
3.7.1喷孔内的空化现象147
3.7.2空化模型148
3.7.3组合模型154
3.8喷雾与固壁相互作用及其模拟158
3.8.1液滴碰壁的各种形态159
3.8.2碰壁液滴的计算模型161
3.9跨临界/超临界喷雾概述171
本章参考文献176
第4章内燃机燃烧与排放模型180
4.1概述180
4.2汽油机燃烧的零维和准维模型181
4.2.1零维单区模型181
4.2.2准维多区模型183
4.2.3计算燃烧率的现象模型185
4.2.4湍流火焰传播速度模型188
4.3柴油机燃烧的零维和准维模型191
4.3.1零维模型191
4.3.2准维模型197
4.4湍流燃烧模型208
4.4.1湍流燃烧的平均反应率及相关矩封闭法209
4.4.2基于湍流混合速率的方法211
4.4.3特征时间模型216
4.4.4概率密度函数方法220
4.4.5湍流燃烧的层流小火焰模型228
4.4.6湍流燃烧的条件矩封闭模型237
4.4.7基于湍流火焰几何描述的模型240
4.4.8ECFM-3Z模型246
4.4.9湍流火焰传播的分形模型253
本章参考文献262
第5章内燃机缸内传热模型267
5.1引言267
5.2经验和半经验传热模型268
5.2.1计算对流传热系数的经验模型269
5.2.2计算对流传热系数的半经验模型269
5.2.3辐射传热的经验模型272
5.3壁面对流换热的多区模型275
5.4壁面对流换热的多维模型279
5.4.1热边界层法279
5.4.2计算壁面对流换热的共轭传热法283
5.5辐射传热的多区模型286
5.5.1辐射传递方程的特点286
5.5.2区域法在缸内辐射传热中的应用288
5.6辐射传热的多维模型296
5.6.1概述296
5.6.2球谐波近似法297
5.6.3离散传递法299
5.6.4离散坐标法300
本章参考文献303
第6章化学反应动力学机理与排放模型306
6.1引言306
6.2化学反应动力学模型概述307
6.2.1正庚烷的氧化机理308
6.2.2异辛烷的氧化机理310
6.2.3化学动力学模型的分类311
6.3简化化学动力学模型的构建方法312
6.3.1反应机理的自动生成法312
6.3.2敏感度分析314
6.3.3准稳态近似法316
6.3.4固有低维流形法319
6.3.5反应率控制的约束平衡法321
6.3.6直接关系图法324
6.3.7集总模型329
6.4几种常用的骨架机理模型330
6.4.1前期和中期的模型330
6.4.2近期的模型332
6.5构建骨架机理的解耦法339
6.5.1解耦法的原理339
6.5.2用解耦法构建骨架模型的实施过程342
6.5.3解耦法的改进345
6.5.4解耦法的应用347
6.6多维反应动力学计算的列表存取法354
6.6.1列表存取法的基本原理354
6.6.2非结构化自适应列表法(ISAT)356
6.6.3ISAT的改进——PaISAT359
6.6.4列表存取法的新发展361
6.7内燃机氮氧化物排放的模拟362
6.7.1扩充的Zeldovich机理363
6.7.2Hewson-Bollig机理(HB模型)365
6.8碳烟排放模型368
6.8.1概述368
6.8.2经验模型369
6.8.3半经验模型372
6.8.4详细模型380
6.8.5一个基于PAHs骨架机理的多组分燃料的碳烟模型392
本章参考文献401
第7章数值计算方法410
7.1概述410
7.2任意拉格朗日-欧拉法(ALE)412
7.2.1离散化方法413
7.2.2ALE方法的基本计算步骤414
7.2.3稳定性条件420
7.3初始条件和边界条件421
7.3.1初始条件421
7.3.2气阀边界条件421
7.3.3处理湍流固壁边界的壁函数法424
本章参考文献431
第8章常用内燃机CFD软件计算模型及使用指南432
8.1湍流流动模型432
8.2燃油喷雾模型437
8.2.1喷嘴内流和喷雾雾化模型437
8.2.2液滴碰撞与聚合模型442
8.2.3液滴碰壁模型444
8.2.4壁面液膜模型448
8.2.5燃油蒸发模型451
8.2.6液滴阻力模型455
8.2.7液滴湍流扩散模型457
8.3燃烧与排放模型457
8.3.1着火延迟模型457
8.3.2非预混合燃烧模型458
8.3.3点火和初始火焰核发展模型460
8.3.4层流和湍流火焰速度模型462
8.3.5火焰传播模型463
8.3.6部分预混燃烧模型及其他通用燃烧模型466
8.3.7氮氧化物和碳烟排放模型468
8.4模型选择和使用的几点建议470
本章参考文献470
内容摘要
本书统介绍内燃机计算燃烧学这一新兴学科的结构体系及其基本理论、模型和方法。全书共8章，除基础知识外，分别论述内燃机燃烧过程的几个基本子模型，即缸内湍流流动模型、燃油喷雾模型、燃烧模型、缸内传热模型、化学反应动力学模型以及排放模型；很后两章专门介绍相关的数值计算方法和当今常用内燃机CFD软件的计算模型及应用策略。本书第三版在第二版基础上进行了较大幅度的增补和修订，充分反映当前国内外内燃机燃烧模拟的成就和进展，包括著者团队的研究成果，有助于读者迅速进入该学科的前沿。
本书可作为内燃机、工程热物理、热能、化工、环境、冶金等专业硕士和博士研究生教材或参考书，也可供相关专业科研人员和工程技术人员使用。
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