本书内容主要包括爆轰领域研究进展、斜爆轰现象和机理分析、斜爆轰研究方法和斜爆轰应用形式探索四大部分。第一章介绍以往爆轰波的波面结构以及起爆、传播机理方面的进展,并对气相爆轰的工程应用进行简明分析,作为后续斜爆轰研究的基础。第二、三、四、五章聚焦斜爆轰现象和机理分析,分别探讨了斜爆轰的起爆机理和波系预测模型,揭示了斜爆轰波面的失稳机制和规律,分析了爆轰波面对非均匀来流和扰动动态响应特征,给出了受限空间内斜爆轰的典型波系和演化规律。第六、七章介绍了斜爆轰领域的常用的理论、数值模拟和实验方法,并对比总结了各个研究方法的优缺点。第八章开展了斜爆轰应用形式的探索,提出了未来研究方向和挑战。
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国家自然科学基金杰出青年科学基金项目(批准号:12325206)“斜爆轰气体动力学”
目录
丛书序
前言
符号说明
第1章气相爆轰基础1
1.1爆轰现象/1
1.2经典爆轰理论/3
1.3爆轰波面结构与胞格/5
1.4起爆与传播机理/11
1.5气相爆轰的工程应用/15
参考文献/23
第2章斜爆轰的起爆25
2.1起爆波面的两种过渡类型/25
2.2来流参数对波系的影响规律/29
2.3锥形和弓形激波诱导的斜爆轰/36
2.4不同燃料中的起爆结构特征/42
2.5起爆机理及波系结构预测模型/53
参考文献/60
第3章波面失稳和局部结构63
3.1光滑波面失稳及其诱导的局部结构/63
3.2活化能对失稳特性的影响规律/72
3.3定常来流中的波面失稳机制/77
3.4非平衡波面松弛过程量化分析/84
参考文献/97
第4章扰动来流中的起爆与燃烧99
4.1非均匀来流中的波系结构/99
4.2楔面角度突变导致的波系运动/108
4.3脉冲式来流扰动的影响/113
4.4周期性连续扰动中的动态波系/121
参考文献/132
第5章受限空间中的波系演化134
5.1楔面长度对斜爆轰的影响/134
5.2波面反射及其诱导的波系演化/142
5.3黏性边界层对波系影响/148
5.4反射波系的稳定性和调控/154
参考文献/163
第6章理论与数值研究方法164
6.1极曲线分析方法及讨论/164
6.2可压缩反应流数值模拟方法/171
6.2.1控制方程/171
6.2.2通量求解方法/173
6.2.3空间差分格式/177
6.2.4时间积分方法/179
6.2.5加速求解技术/179
6.3燃烧的化学反应模型/180
6.3.1总包反应模型/181
6.3.2基元反应模型/182
6.3.3两步化学反应的建模/183
6.4关于数值方法的一些讨论/186
参考文献/189
第7章地面实验方法及主要结果190
7.1基于弹道靶的斜爆轰实验/190
7.2基于风洞的斜爆轰实验/201
7.3组合式爆轰管的创新应用/213
7.4高速燃烧的光学测试技术/217
参考文献/225
第8章高超声速推进应用227
8.1斜爆轰研究发展历程/227
8.2斜爆轰冲压推进的特点/232
8.3推进性能理论分析和讨论/237
8.4斜爆轰推进技术的挑战/245
参考文献/250