超声速湍流燃烧多物理耦合的直接数值模拟研究
| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 术语表 | 第12-19页 |
| 第1章 绪论 | 第19-49页 |
| 1.1 超声速湍流燃烧研究背景 | 第19-30页 |
| 1.1.1 超声速湍流燃烧基本特征 | 第20-22页 |
| 1.1.2 湍流-激波-火焰相互作用基本问题 | 第22-27页 |
| 1.1.3 超声速燃烧研究方法 | 第27-30页 |
| 1.2 可压缩湍流研究简述 | 第30-33页 |
| 1.3 湍流-火焰相互作用简述 | 第33-36页 |
| 1.4 湍流-激波相互作用简述 | 第36-39页 |
| 1.5 湍流-激波-火焰相互作用简述 | 第39-43页 |
| 1.6 超声速两相湍流燃烧研究简述 | 第43-47页 |
| 1.7 本文研究内容和章节安排 | 第47-49页 |
| 第2章 可压缩湍流燃烧的高精度直接数值模拟方法 | 第49-84页 |
| 2.1 可压缩湍流燃烧控制方程 | 第49-55页 |
| 2.1.1 控制方程 | 第49-50页 |
| 2.1.2 本构关系 | 第50-52页 |
| 2.1.3 气体热物性参数 | 第52页 |
| 2.1.4 温度的隐式求解 | 第52-53页 |
| 2.1.5 化学反应源项 | 第53-55页 |
| 2.2 高精度间断捕捉格式 | 第55-61页 |
| 2.2.1 WENO格式 | 第55-57页 |
| 2.2.2 宽波带WENO格式 | 第57-58页 |
| 2.2.3 WENO-中心差分混合格式 | 第58-60页 |
| 2.2.4 时间推进格式 | 第60-61页 |
| 2.3 三维耦合特征边界条件 | 第61-63页 |
| 2.4 数值算法验证 | 第63-77页 |
| 2.4.1 弱可压缩各向同性衰减湍流 | 第65-71页 |
| 2.4.2 强可压缩各向同性衰减湍流 | 第71-77页 |
| 2.5 超声速两相湍流燃烧数值模拟方法 | 第77-82页 |
| 2.5.1 气相控制方程 | 第77页 |
| 2.5.2 离散相控制方程 | 第77-80页 |
| 2.5.3 单个液滴蒸发模型验证 | 第80-82页 |
| 2.6 本章小结 | 第82-84页 |
| 第3章 湍流和激波相互作用 | 第84-108页 |
| 3.1 数理模型和计算设置 | 第84-88页 |
| 3.1.1 数理模型 | 第84-85页 |
| 3.1.2 无量纲控制方程 | 第85-86页 |
| 3.1.3 数值方法 | 第86-87页 |
| 3.1.4 各向同性湍流结构 | 第87页 |
| 3.1.5 计算工况设置 | 第87-88页 |
| 3.2 湍流瞬时和统计结果 | 第88-94页 |
| 3.3 湍流尺度变化和能谱分析 | 第94-96页 |
| 3.4 激波表面运动 | 第96-98页 |
| 3.5 来流湍流强度的影响 | 第98-105页 |
| 3.5.1 统计平均场 | 第98-102页 |
| 3.5.2 激波表面运动分析 | 第102-105页 |
| 3.6 激波强度的影响 | 第105-106页 |
| 3.7 本章小结 | 第106-108页 |
| 第4章 湍流和爆轰波相互作用 | 第108-141页 |
| 4.1 数理模型和计算方法 | 第108-110页 |
| 4.1.1 数理模型 | 第108-109页 |
| 4.1.2 控制方程 | 第109-110页 |
| 4.1.3 数值方法 | 第110页 |
| 4.2 一维爆轰波结构与验证 | 第110-114页 |
| 4.2.1 ZND模型 | 第110-112页 |
| 4.2.2 一维爆轰波稳定性 | 第112-114页 |
| 4.3 湍流和爆轰波设置 | 第114-117页 |
| 4.3.1 计算设置 | 第114-116页 |
| 4.3.2 各向同性湍流结构 | 第116-117页 |
| 4.3.3 网格设置 | 第117页 |
| 4.4 爆轰波瞬态结构和统计结果 | 第117-133页 |
| 4.4.1 无脉动作用下爆轰波结构分析 | 第117-122页 |
| 4.4.2 不同脉动作用下爆轰波结构 | 第122-130页 |
| 4.4.3 统计参数 | 第130-133页 |
| 4.5 来流湍流强度的影响 | 第133-134页 |
| 4.6 爆轰波强度的影响 | 第134-140页 |
| 4.7 本章小结 | 第140-141页 |
| 第5章 超声速气相射流抬升火焰及湍流燃烧模型研究 | 第141-173页 |
| 5.1 超声速气相射流抬升火焰直接数值模拟 | 第141-147页 |
| 5.2 小火焰模型分析 | 第147-154页 |
| 5.2.1 小火焰模型 | 第147-148页 |
| 5.2.2 条件平均标量耗散率 | 第148-151页 |
| 5.2.3 标量耗散对火焰结构的影响 | 第151-154页 |
| 5.3 条件矩模型分析 | 第154-171页 |
| 5.3.1 条件矩封闭模型 | 第154-156页 |
| 5.3.2 混合分数的概率密度函数 | 第156-157页 |
| 5.3.3 轴向速度模型 | 第157-159页 |
| 5.3.4 标量耗散率模型 | 第159-162页 |
| 5.3.5 反应源项封闭 | 第162-171页 |
| 5.4 本章小结 | 第171-173页 |
| 第6章 超声速两相射流燃烧直接数值模拟研究 | 第173-205页 |
| 6.1 数理模型和计算设置 | 第173-175页 |
| 6.2 火焰特征结构 | 第175-180页 |
| 6.3 燃料燃烧模式 | 第180-181页 |
| 6.4 液滴运动和空间分布 | 第181-186页 |
| 6.5 蒸发算例NR和燃烧算例R1比较 | 第186-195页 |
| 6.5.1 瞬态流场结构 | 第186-187页 |
| 6.5.2 湍流流场统计 | 第187-191页 |
| 6.5.3 混合分数空间统计 | 第191-193页 |
| 6.5.4 液滴的空间分布 | 第193-195页 |
| 6.6 两相湍流燃烧模型分析 | 第195-202页 |
| 6.6.1 混合分数分布 | 第195-196页 |
| 6.6.2 条件平均 | 第196-199页 |
| 6.6.3 标量耗散率 | 第199-201页 |
| 6.6.4 蒸发源项 | 第201-202页 |
| 6.6.5 化学反应源项封闭 | 第202页 |
| 6.7 本章小结 | 第202-205页 |
| 第7章 全文总结与展望 | 第205-212页 |
| 7.1 全文总结 | 第205-209页 |
| 7.2 本文工作的创新点 | 第209-210页 |
| 7.3 研究展望 | 第210-212页 |
| 参考文献 | 第212-231页 |
| 作者简历 | 第231-233页 |
