气相爆轰数值模拟教程

本书属于“北京理工大学 十四五规划教材”。本书主 要介绍气相爆轰数值模拟相 关的基本理论和模型、有限 差分法、有限体积法、并行 计算、网格生成技术以及在 气相爆轰问题中的应用。全 书共分三部分：气相爆轰动 力学理论和方程；数值计算 方法与技术；气相爆轰数值 模拟实践。第一部分有3章 ，主要讲述爆轰波的基本理 论、控制方程的性质以及化 学反应动力学模型；第二部 分有6章，主要讲述多种数 值计算方法、并行计算和网 格生成技术；第三部分共有 4章，主要讲述气相爆轰数 值计算编程的框架、编程技 巧和实践。本书强调基础、 突出应用、关注最新进展。 通过学习本书，读者能对气 相爆轰数值模拟有一个较为 系统和深入的理解，并能够 掌握扎实的理论基础和具备 较强的解决实际问题的能力 。 本书可作为力学、机械 、航空航天、热能等专业及 相关专业的研究生和本科生 教学用书，也可作为从事爆 轰数值模拟的科研人员和工 程技术人员的参考书。

第一部分 气相爆轰动力学理论和方程 第1章 气相爆轰波的基础理论 1.1 爆轰波的结构 1.2 爆轰波的不稳定性 1.3 爆轰波的传播机理 1.4 爆轰波的数值模拟 1.4.1 计算流体力学方法发展 1.4.2 气相爆轰波的数值模拟 1.4.3 化学反应动力学模型 参考文献 第2章 反应流守恒方程组 2.1 多组分气体热力学关系 2.1.1 状态方程 2.1.2 标准状态热力学性质 2.1.3 无反应量热完全气体热力学参数 2.1.4 多组分气体分子输运定律 2.2 多组分反应流控制方程组 2.2.1 笛卡尔坐标系下的形式 2.2.2 曲线坐标系下的形式 2.2.3 方程组无量纲化 2.3 微分方程组的分类 2.3.1 一般形式的二阶偏微分方程 2.3.2 一阶拟线性偏微分方程组 2.3.3 欧拉方程 2.3.4 N-S方程 2.4 微分方程组的特征分解 2.4.1 特征分解的一般形式 2.4.2 标量和矢量守恒方程 2.4.3 欧拉方程的特征分解 2.5 控制方程定解条件的提法 2.5.1 初始条件 2.5.2 边界条件 2.5.3 双曲型方程边界条件的提法 2.5.4 常用的边界条件 2.6 黎曼间断解 2.6.1 黎曼问题精确解 2.6.2 黎曼问题近似解 2.7 双曲型方程的弱解和熵条件 习题 参考文献 第3章 化学动力学和反应模型 3.1 反应动力学 3.1.1 基元反应机理 3.1.2 化学反应速率 3.2 气相反应动力学计算程序 3.2.1 CHEMKIN程序库 3.2.2 TRANSPORT程序库 3.2.3 等容爆炸模型 3.2.4 等压爆炸模型 3.3 简化反应模型