内燃机计算燃烧学

本书系统地介绍了内燃机计算燃烧学这一新兴学科的结构体系及其基本理论、模型和方法。全书分为7章，除基础知识外，分别论述了内燃机燃烧过程的4个基本子模型，即缸内湍流流动模型、燃油喷雾模型、燃烧与排放模型及缸内传热模型，并专门介绍了当前靠前发动机研究热点-HCCI燃烧及低温燃烧的理论与计算模型。全书充分反映了当前靠前外内燃机燃烧模拟的成就与全貌，有助于读者迅速进入该学科的前沿。

第三版前言
第二版前言(摘录)
第1章导论
1.1概述
1.2内燃机燃烧模型的发展和分类
1.3化学流体力学基本控制方程组
本章参考文献
第2章内燃机缸内湍流流动模型
2.1湍流基础知识
2.1.1湍流的基本特征
2.1.2湍流统计理论的若干基本概念
2.2内燃机缸内湍流流动的特点
2.2.1缸内气体流动的演变过程
2.2.2内燃机中湍流的定义和描述
2.2.3缸内湍流的主要特点
2.3内燃机缸内湍流流动的数学模型
2.3.1雷诺方程和湍流黏性系数
2.3.2湍流黏性系数模型
2.3.3单方程模型——湍能的k方程模型
2.3.4双方程模型——k-ε模型
2.3.5k-ε模型的发展
2.3.6重整化群(RNG)方法在湍流模拟中的应用
2.3.7雷诺应力模型(RSM)
2.3.8代数应力模型(ASM)
2.3.9非线性涡黏度模型(NLEVM)
2.3.10湍流的大涡模拟(LES)
2.3.11湍流的直接数值模拟
2.4湍流的快速畸变理论
2.5本征正交分解(POD)方法在湍流分析中的应用
2.5.1POD数学方法
2.5.2POD流场四分解
本章参考文献
第3章燃油喷雾模型
3.1喷雾场的结构
3.1.1喷雾场的分区
3.1.2喷雾的近场特性
3.2气相射流模型
3.3油气两相模型
3.3.1连续液滴模型(CDM)
3.3.2离散液滴模型(DDM)
3.4两相喷雾的动力学和热力学过程
3.4.1油滴的阻力与变形
3.4.2油滴的传热与蒸发
3.4.3液滴的湍流扩散
3.4.4液滴的碰撞和聚合
3.5油束分裂及雾化模型
3.5.1液体射流分裂雾化的四种形态
3.5.2雾化机理研究概况
3.5.3液体射流分裂与雾化的线性稳定性分析
3.6液体射流分裂雾化的模型
3.6.1Kelvin-Helmholtz(K—H)模型
3.6.2Rayleigh-一Taylor(R-T)模型
3.6.3TAB模型
3.6.4ETAB模型
3.6.5ELSA模型
3.6.6油束分裂及雾化的直接数值模拟
3.7考虑喷孔影响的模型
3.7.1喷孔内的空化现象
3.7.2空化模型
3.7.3组合模型
3.8喷雾与固壁相互作用及其模拟
3.8.1液滴碰壁的各种形态
3.8.2碰壁液滴的计算模型
3.9跨临界／超临界喷雾概述
本章参考文献
第4章内燃机燃烧与排放模型
4.1概述
4.2汽油机燃烧的零维和准维模型
4.2.1零维单区模型
4.2.2准维多区模型
4.2.3计算燃烧率的现象模型
4.2.4湍流火焰传播速度模型
4.3柴油机燃烧的零维和准维模型
4.3.1零维模型
4.3.2准维模型
4.4湍流燃烧模型
4.4.1湍流燃烧的平均反应率及相关矩封闭法
4.4.2基于湍流混合速率的方法
4.4.3特征时间模型
4.4.4概率密度函数方法
4.4.5湍流燃烧的层流小火焰模型
4.4.6湍流燃烧的条件矩封闭模型
4.4.7基于湍流火焰几何描述的模型
4.4.8ECFM-3Z模型
4.4.9湍流火焰传播的分形模型
本章参考文献
第5章内燃机缸内传热模型
5.1引言
5.2经验和半经验传热模型
5.2.1计算对流传热系数的经验模型
5.2.2计算对流传热系数的半经验模型
5.2.3辐射传热的经验模型
5.3壁面对流换热的多区模型
5.4壁面对流换热的多维模型
5.4.1热边界层法
5.4.2计算壁面对流换热的共轭传热法
5.5辐射传热的多区模型
5.5.1辐射传递方程的特点
5.5.2区域法在缸内辐射传热中的应用
5.6辐射传热的多维模型
5.6.1概术
5.6.2球谐波近似法
5.6.3离散传递法
5.6.4离散坐标法
本章参考文献
第6章化学反应动力学机理与排放模型
6.1引言
6.2化学反应动力学模型概述
6.2.1正庚烷的氧化机理
6.2.2异辛烷的氧化机理
6.2.3化学动力学模型的分类
6.3简化化学动力学模型的构建方法
6.3.1反应机理的自动生成法
6.3.2敏感度分析
6.3.3准稳态近似法
6.3.4固有低维流形法
6.3.5反应率控制的约束平衡法
6.3.6直接关系图法
6.3.7集总模型
6.4几种常用的骨架机理模型
6.4.1前期和中期的模型
6.4.2近期的模型
6.5构建骨架机理的解耦法
6.5.1解耦法的原理
6.5.2用解耦法构建骨架模型的实施过程
6.5.3解耦法的改进
6.5.4解耦法的应用
6.6多维反应动力学计算的列表存取法
6.6.1列表存取法的基本原理
6.6.2非结构化自适应列表法(ISAT)
6.6.3ISAT的改进——PAISAT
6.6.4列表存取法的新发展
6.7内燃机氮氧化物排放的模拟
6.7.1扩充的Zeldovich机理
6.7.2Hewson-Bollig机理(HB模型)
6.8碳烟排放模型
6.8.1概述
6.8.2经验模型
6.8.3半经验模型
6.8.4详细模型
6.8.5一个基于PAHs骨架机理的多组分燃料的碳烟模型
本章参考文献
第7章数值计算方法
7.1概述
7.2任意拉格朗日一欧拉法(ALE)
7.2.1离散化方法
7.2.2ALE方法的基本计算步骤
7.2.3稳定性条件
7.3初始条件和边界条件
7.3.1初始条件
7.3.2气阀边界条件
7.3.3处理湍流固壁边界的壁函数法
本章参考文献
第8章常用内燃机CFD软件计算模型及使用指南
8.1湍流流动模型
8.2燃油喷雾模型
8.2.1喷嘴内流和喷雾雾化模型
8.2.2液滴碰撞与聚合模型
8.2.3液滴碰壁模型
8.2.4壁面液膜模型
8.2.5燃油蒸发模型
8.2.6液滴阻力模型
8.2.7液滴湍流扩散模型
8.3燃烧与排放模型
8.3.1着火延迟模型
8.3.2非预混合燃烧模型
8.3.3点火和初始火焰核发展模型
8.3.4层流和湍流火焰速度模型
8.3.5火焰传播模型
8.3.6部分预混燃烧模型及其他通用燃烧模型
8.3.7氮氧化物和碳烟排放模型
8.4模型选择和使用的几点建议
本章参考文献