


作者:任祝寅、周华、魏杰立
定价:109元
印次:1-1
ISBN:9787302709206
出版日期:2026.03.01
印刷日期:2026.03.25
图书责编:戚亚
图书分类:学术专著
本书系统总结了航空发动机湍流燃烧理论与数值模拟技术的**进展,重点介绍了湍流燃烧自适应建模、燃烧室多物理过程耦合仿真及燃烧组织优化设计等关键技术,涵盖湍流燃烧的基础理论、湍流火焰动力学、燃烧不稳定性控制及其在航空发动机燃烧室设计中的应用。本书结合发动机工况场景与实际案例,提炼共性科学问题,提出量化分析方法,为燃烧室设计的优化和燃烧仿真能力的提升提供了理论与技术支撑。
任祝寅,清华大学航空发动机研究院教授,入选海外高层次人才青年项目、国家杰出青年基金项目。2006年获美国康奈尔大学博士学位,先后在ANSYS Fluent, GE Global Research及美国康涅狄格大学任职。主要研究领域为推进和动力系统湍流燃烧机理和仿真建模,和航空发动机燃烧室燃烧过程优化。参与了通用电气和普惠等公司的燃烧室部件研发和优化。承担了基金委“面向发动机湍流燃烧基础研究”重大研究计划重点项目、集成项目、两机基础研究课题、及JKW、KGJ和中国航空发动机集团等若干项目。已在Combust. Flame, Proc. Combust. Inst., AIAA J., J. Propul. Power等**期刊上发表SCI论文百余篇。发展的高保真数值仿真模型、算法和软件模块已被广泛应用在商业软件、国产CFD仿真软件以及能源动力系统优化等方面。开发了国内**基于湍流-反应耦合作用机制的点火概率和污染物工程预测软件,已被主机所采用。在国际上率先将活性子空间方法用于湍流燃烧主控机制分析、湍流燃烧调控及燃烧性能优化。曾获国际燃烧学会Bernard Lewis Fellowship,吴仲华优秀青年学者奖,AIAA Associate Fellow,担任能源动力SCI期刊J. Propul. Power 副主编、Combust. Theory Modelling 编委、《航空发动机》编委。
前言 湍流燃烧是空天动力装置实现能量转化的核心物理过程,燃烧室结构的复杂性、燃烧组织的多样性、内部化学反应过程的多变性,决定了发动机燃烧室的设计具有技术难度大、研发周期长、研制风险高等特点,其研发过程通常需依赖大量的物理实验。 随着现代数学方法、计算机技术和仿真理论的迅速发展,与燃烧室数值模拟相关的物理化学模型不断完善,数值仿真技术逐渐在燃烧室设计技术研究和工程研制中得到应用。目前,燃烧仿真技术在工程的应用已经贯穿了燃烧室设计、实验、制造、服务保障等产品研发和发展的全生命周期,逐渐发挥出仿真技术在燃烧室设计和研制中“以虚辅实、以虚补实、以虚预实、以虚代实”的作用。本书旨在总结航空发动机湍流燃烧理论与数值模拟技术的最新研究进展,聚焦于满足高性能航空发动机燃烧室自主研发需求的关键技术突破,内容涵盖湍流燃烧的基础理论与发动机工况场景的实际应用,按理论—方法—应用的逻辑展开,理论阐述与案例分析并重,结合工程实例阐释相关理论,便于读者理解与应用。 全书包含湍流燃烧基础理论、自适应湍流燃烧建模、多物理过程建模、湍流燃烧的稳定性调控及燃烧优化设计等多个方面。其中,湍流燃烧基础理论部分结合湍流化学反应机制,提炼了发动机湍流燃烧的共性科学问题,为复杂发动机湍流燃烧问题的研究提供了理论依据; 物理建模与燃烧室优化设计部分介绍了燃烧不稳定、污染物排放等发动机燃烧室关键问题的最新研究进展,为实现从传统实验驱动设计向数值仿真驱动设计的转变提供技术支撑。全书共10章: 第1章主要介绍发动机湍流燃烧的基本特性与控制方程等基础内容; 第2章探讨湍流火焰动力学; 第3~6章着重...
第1章发动机湍流燃烧基础
1.1湍流燃烧基本特性和控制方程
1.1.1湍流燃烧基本特性
1.1.2湍流反应流控制方程
1.2发动机湍流燃烧数值仿真
第2章湍流火焰动力学
2.1湍流化学反应相互作用
2.2湍流火焰传播速度标度率
2.3发动机工况下火焰动力学
2.3.1富氢燃料的差异扩散特性
2.3.2火焰的自着火协助传播特性
2.3.3火焰的回火特性
2.3.4火焰的吹熄特性
第3章反应流湍流建模
3.1大涡模拟
3.1.1基本理论
3.1.2控制方程
3.1.3亚格子模型
3.2混合RANS/LES方法的湍流模型
3.2.1基本理论
3.2.2延迟分离涡模拟方法
3.2.3自适应湍流模拟方法
3.2.4混合RANS/LES方法中H等价性
3.3应用进展
第4章湍流燃烧建模
4.1增厚火焰模型
4.1.1基本理论
4.1.2控制方程和物理建模
4.1.3应用进展
4.2火焰生成流形模型
4.2.1基本理论
4.2.2控制方程和物理建模
4.2.3应用进展
4.3输运概率密度函数模型
4.3.1基本理论
4.3.2控制方程
4.3.3标量小尺度混合模型
4.3.4标量混合时间尺度模型
4.3.5应用进展
第5章自适应湍流燃烧建模
5.1基于组分输运的自适应燃烧模型
5.1.1基本理论
5.1.2验证与应用
5.2自适应湍流与燃烧的耦合建模
5.2.1基本理论
5.2.2验证与应用
5.2.3关于临界达姆科勒数影响的讨论
第6章多物理过程建模
6.1气液两相燃烧机理和建模... 查看详情
本书系统总结了航空发动机湍流燃烧理论与数值模拟技术的**进展,重点介绍了湍流燃烧自适应建模、燃烧室多物理过程耦合仿真及燃烧组织优化设计等关键技术,涵盖湍流燃烧的基础理论、湍流火焰动力学、燃烧不稳定性控制及其在航空发动机燃烧室设计中的应用。本书结合发动机工况场景与实际案例,提炼共性科学问题,提出量化分析方法,为燃烧室设计的优化和燃烧仿真能力的提升提供了理论与技术支撑。

