《內(nèi)燃機(jī)計(jì)算燃燒學(xué)(第三版)》系統(tǒng)介紹內(nèi)燃機(jī)計(jì)算燃燒學(xué)這一新興學(xué)科的結(jié)構(gòu)體系及其基本理論、模型和方法。《內(nèi)燃機(jī)計(jì)算燃燒學(xué)(第三版)》共8章,除基礎(chǔ)知識外,分別論述內(nèi)燃機(jī)燃燒過程的幾個基本子模型,即缸內(nèi)湍流流動模型、燃油噴霧模型、燃燒模型、缸內(nèi)傳熱模型、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型以及排放模型;最后兩章專門介紹相關(guān)的數(shù)值計(jì)算方法和當(dāng)今常用內(nèi)燃機(jī)CFD軟件的計(jì)算模型及應(yīng)用策略。《內(nèi)燃機(jī)計(jì)算燃燒學(xué)(第三版)》第三版在第二版基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大幅度的增補(bǔ)和修訂,充分反映當(dāng)前國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬的成就和進(jìn)展,包括著者團(tuán)隊(duì)的研究成果,有助于讀者迅速進(jìn)入該學(xué)科的前沿。
《內(nèi)燃機(jī)計(jì)算燃燒學(xué)(第三版)》可作為內(nèi)燃機(jī)、工程熱物理、熱能、化工、環(huán)境、冶金等專業(yè)碩士和博士研究生教材或參考書,也可供相關(guān)專業(yè)科研人員和工程技術(shù)人員使用。
自本書第二版問世以來,又是整整十年了。作為一個蓬勃發(fā)展的學(xué)科,十年的經(jīng)驗(yàn)積累和長足進(jìn)展使本書的再次修訂成為必要。在本次修訂之際,我們的指導(dǎo)思想較前兩版有所調(diào)整,即在保證本書內(nèi)容的系統(tǒng)性和先進(jìn)性的前提下,不再追求取材的全面和新穎。實(shí)踐證明,要想把內(nèi)燃機(jī)燃燒模擬領(lǐng)域內(nèi)的所有新成果都納入一本書中,既是不可能的,也是不實(shí)用的。因此我們遵循的原則是,一方面,在國內(nèi)外本領(lǐng)域的海量文獻(xiàn)中,僅選取那些經(jīng)過實(shí)踐的考驗(yàn),具有旺盛的生命力并得到廣泛應(yīng)用的成果(具體而言,即在SCI等檢索系統(tǒng)中得到大量引用)加以介紹;另一方面,作為一部專著,應(yīng)充分反映著者本人及其研究團(tuán)隊(duì)近年所取得的成果與進(jìn)展。
新版的全書篇幅與第二版相當(dāng),共8章。第1章導(dǎo)論基本未做改動。第2章介紹缸內(nèi)湍流流動模型,較第二版主要補(bǔ)充了k-ε模型的發(fā)展,特別是大大充實(shí)了大渦模擬和直接數(shù)值模擬方面的內(nèi)容;同時,新增了本征正交分解方法的介紹。第3章燃油噴霧模型,主要在油束分裂及霧化模型中增加了ELSA模型,以及霧化過程的直接數(shù)值模擬;同時在空化模型中補(bǔ)充了KH-ACT模型,噴霧與固壁的相互作用模型中增加了適用于PCCI發(fā)動機(jī)的一個碰壁模型。此外還增加了作為當(dāng)前學(xué)科發(fā)展前沿的跨臨界/超臨界噴霧的概述。第4章燃燒模型,主要大幅擴(kuò)充了EDC模型的論述,并新增了EFCM-32模型的介紹。同時,從準(zhǔn)維模型和湍流燃燒的PDF模型中刪除了部分相對陳舊的內(nèi)容。第5章傳熱模型做了大幅刪減,主要刪除了有關(guān)區(qū)域法、熱流法和蒙特卡羅法的介紹,因這些內(nèi)容在其他書中均可找到。唯一新增的內(nèi)容是壁面對流換熱的共軛傳熱法。第6章有重要變動,標(biāo)題也從“HCCI發(fā)動機(jī)的數(shù)學(xué)模擬”改為“化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理與排放模型”,這是因?yàn)镠CCI發(fā)動機(jī)模擬的關(guān)鍵問題就是反應(yīng)機(jī)理的構(gòu)建,而且近年來,新概念發(fā)動機(jī)已經(jīng)從HCCI擴(kuò)展到PCCI、RCCI等多種形式,單獨(dú)針對HCCI的數(shù)學(xué)模擬未免局限。鑒于此,原有關(guān)HCCI各類模型及優(yōu)化的內(nèi)容全部刪除。簡化的化學(xué)動力學(xué)模型及其構(gòu)建方法中增加了直接關(guān)系圖法;同時,用較大的篇幅講述著者團(tuán)隊(duì)發(fā)展的構(gòu)建骨架機(jī)理的解耦法。此外,原安排在第4章的排放模型移到第6章,因?yàn)榕欧盼镄纬膳c氧化主要是反應(yīng)動力學(xué)問題。其中多組分燃料的碳煙模型一小節(jié)是新寫的。第7章數(shù)值計(jì)算方法中主要刪除了關(guān)于有限容積法和KIVA程序的介紹,其他未做變動。與此同時,本版新增加了第8章,主要根據(jù)讀者意見,面向數(shù)值計(jì)算實(shí)際應(yīng)用,總結(jié)歸納了各種CFD軟件及相關(guān)計(jì)算模型的特點(diǎn)及其選取、有關(guān)模型參數(shù)的設(shè)置等大量信息,相信對讀者會有較大的參考價值。希望這些修訂能夠提高本書的理論參考價值和實(shí)用性。
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第三版前言
第二版前言(摘錄)
第1章 導(dǎo)論
1.1 概述
1.2 內(nèi)燃機(jī)燃燒模型的發(fā)展和分類
1.3 化學(xué)流體力學(xué)基本控制方程組
本章參考文獻(xiàn)
第2章 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)湍流流動模型
2.1 湍流基礎(chǔ)知識
2.1.1 湍流的基本特征
2.1.2 湍流統(tǒng)計(jì)理論的若干基本概念
2.2 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)湍流流動的特點(diǎn)
2.2.1 缸內(nèi)氣體流動的演變過程
2.2.2 內(nèi)燃機(jī)中湍流的定義和描述
2.2.3 缸內(nèi)湍流的主要特點(diǎn)
2.3 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)湍流流動的數(shù)學(xué)模型
2.3.1 雷諾方程和湍流黏性系數(shù)
2.3.2 湍流黏性系數(shù)模型
2.3.3 單方程模型——湍能的k方程模型
2.3.4 雙方程模型——k-ε模型
2.3.5 k-ε模型的發(fā)展
2.3.6 重整化群(RNG)方法在湍流模擬中的應(yīng)用
2.3.7 雷諾應(yīng)力模型(RSM)
2.3.8 代數(shù)應(yīng)力模型(ASM)
2.3.9 非線性渦黏度模型(NLEVM)
2.3.10 湍流的大渦模擬(LES)
2.3.11 湍流的直接數(shù)值模擬
2.4 湍流的快速畸變理論
2.5 本征正交分解(POD)方法在湍流分析中的應(yīng)用
2.5.1 POD數(shù)學(xué)方法
2.5.2 POD流場四分解
本章參考文獻(xiàn)
第3章 燃油噴霧模型
3.1 噴霧場的結(jié)構(gòu)
3.1.1 噴霧場的分區(qū)
3.1.2 噴霧的近場特性
3.2 氣相射流模型
3.3 油氣兩相模型
3.3.1 連續(xù)液滴模型(CDM)
3.3.2 離散液滴模型(DDM)
3.4 兩相噴霧的動力學(xué)和熱力學(xué)過程
3.4.1 油滴的阻力與變形
3.4.2 油滴的傳熱與蒸發(fā)
3.4.3 液滴的湍流擴(kuò)散
3.4.4 液滴的碰撞和聚合
3.5 油束分裂及霧化模型
3.5.1 液體射流分裂霧化的四種形態(tài)
3.5.2 霧化機(jī)理研究概況
3.5.3 液體射流分裂與霧化的線性穩(wěn)定性分析
3.6 液體射流分裂霧化的模型
3.6.1 Kelvin-Helmholtz(K-H)模型
3.6.2 Rayleigh-Taylor(R-T)模型
3.6.3 TAB模型
3.6.4 ETAB模型
3.6.5 ELSA模型
3.6.6 油束分裂及霧化的直接數(shù)值模擬
3.7 考慮噴孔影響的模型
3.7.1 噴孔內(nèi)的空化現(xiàn)象
3.7.2 空化模型
3.7.3 組合模型
3.8 噴霧與固壁相互作用及其模擬
3.8.1 液滴碰壁的各種形態(tài)
3.8.2 碰壁液滴的計(jì)算模型
3.9 跨臨界/超臨界噴霧概述
本章參考文獻(xiàn)
第4章 內(nèi)燃機(jī)燃燒與排放模型
第5章 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)傳熱模型
第6章 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理與排放模型
第7章 數(shù)值計(jì)算方法
第8章 常用內(nèi)燃機(jī)CFD軟件計(jì)算模型及使用指南
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