高温高压多相流体动力学理论与应用/工业和信息化部“十二五”规划专著 [Theories and Applications of Multiphase Flow Dynamics in High Tem 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《高温高压多相流体动力学理论与应用/工业和信息化部“十二五”规划专著》以多次得到国家自然科学基金和重点实验室基金等资助的有关高温、高压、等离子体流体动力学方面的研究成果为基础，在介绍多相流动基础理论的同时，努力结合近几十年来，在国防新技术开发和兵器安全性工程方面的研究成果，如含能材料的点火燃烧与控制、异常压力产生机理及抑制技术、异常压力下含能材料的破坏机理、高温高压连续介质和颗粒轨道模型多相流数值模拟与仿真、膛内压力波数值模拟与预测、高密实床中燃烧转爆轰机理、高温高压条件下的本构关系、高密实床动态压强测试及发射安全性评估技术，把国内外与高温高压多相流体动力学有关的理论研究成果和近年来多相流体动力学领域的测试技术编写进来。

内页插图

目录

第一章 基本概念
1．1 引言
一、多相流定义
二、多相流实例
三、学科发展概况
1．2 多相流特点
1．3 流型与流型图
1．4 主要参数定义
一、物质密度和表观密度
二、气相体积分数或空隙度
三、气相质量分子、气相质量流量分数及装填比
四、体积比与质量比
五、颗粒间距
六、颗粒的拟流体假设
1．5 混合物热力参数
一、密度
二、压强及状态方程
三、比内能、比焓与比熵
四、比热容
1．6 张量表示法
一、向量
二、向量点积和约定求和法
三、坐标系统的旋转
四、克罗尼克尔符号
五、向量叉积与置换张量
六、张量场的微分
1．7 雷诺输运定理
一、流体运动的描述
二、雷诺输运定理
1．8 牛顿内摩擦定律
一、流体微团运动的分析
二、运动流体的应力
三、应力和变形的关系，本构方程
1．9 流体力学基本方程
一、连续方程
二、运动方程
三、能量方程
1．10 二维层流边界层
一、边界层概念
二、平面边界层微分方程
三、边界层动量积分关系式

第二章 湍流基础
2．1 湍流运动的现象与性质
一、湍流与雷诺实验
二、湍流运动特点
2．2 流态过渡（层流稳定性与湍流起源）
一、层流稳定性
二、小扰动方程组
三、奥尔-索默菲尔德方程
四、拇指曲线
五、影响层流稳定性的其他因素
2．3 统计平均法
一、时间平均法
二、空间平均法
三、系综（统计）平均法
四、各态遍历假设
五、时间平均法则
2．4 湍流的连续方程
2．5 湍流的运动方程——雷诺方程
2．6 湍流的能量方稗
……
第三章 颗粒及颗粒群特性
第四章 数值计算模型
第五章 液体雾化和气泡动力学
第六章 通过多孔介质的流动
第七章 高温高压气-固多相流工程应用
第八章 气固等离子体高温高压多相流工程应用
第九章 高温高压气液多相流工程应用
第十章 多相流测试技术
参考文献

前言/序言

　　多相流是在流体力学、传热传质学、燃烧学、化学等学科的基础上发展起来的一门新兴学科，是流体力学的重要分支和学科前沿，在航空航天、国防、能源、化工、环境保护、冶金、轻工、食品加工等领域有着广阔的应用前景。在高温（3000K）、高压（300～700MPa）的兵器发射领域，涉及到固体发射药火炮和固体火箭的气固多相流动、液体发射药火炮的气液多相流动、电热化学炮的气固等离子体及气液等离子体多相流动、冲压发射技术的混合气体流动等，它们的流动特征和各种本构关系不同于常温常压下的多相流动。编写本书的宗旨就是密切结合高温高压状态下的兵器发射技术，把多相流领域的基础理论和最新成果编写进来，努力推进我国兵器科学与技术的研究和发展。
　　近代发射理论的研究与现代兵器中高温高压伴随化学反应的瞬态流场的理论与实验技术密切相关。本书以多次得到国家自然科学基金和重点实验室基金等资助的有关高温、高压、等离子体流体动力学方面的研究成果为基础，在介绍多相流动基础理论的同时，努力结合近几十年来，在国防新技术开发和兵器安全性工程方面的研究成果，如含能材料的点火燃烧与控制、异常压力产生机理及抑制技术、异常压力下含能材料的破坏机理、高温高压连续介质和颗粒轨道模型多相流数值模拟与仿真、膛内压力波数值模拟与预测、高密实床中燃烧转爆轰机理、高温高压条件下的本构关系、高密实床动态压强测试及发射安全性评估技术，把国内外与高温高压多相流体动力学有关的理论研究成果和近年来多相流体动力学领域的测试技术编写进来。
　　为了完成一本适合兵器学科专业的、系统介绍多相流理论的教材（专著），在撰写过程中，考虑了以下几方面的目标与要求：（1）内容完整性。在大纲中包含了基本概念和基础知识部分、各种数值模型及方程组部分、实验与测试部分以及工程应用部分。工程应用的内容除了高温高压伴随化学反应的多相流场的理论与实验外，还包含了气固流动、液体雾化与气泡动力学、通过多孔介质的流动、等离子体动力学等内容，涵盖了多相流动应用的大部分工程领域。（2）内容先进性。书中介绍的各种数学模型是在综合有关文献的基础上编写而成的，其中有无滑移连续介质模型、Soo-Drew小滑移颗粒轨道模型、离散粒子（颗粒轨道模型）、双流体（多流体）模型、湍流模型等。同时把我们的最新研究成果格子Boltzmann方法在气固两相流中的应用，高阶近似黎曼解模型多相流中的应用，以及CFD-DEM耦合模型及在内弹道中的应用等。在介绍各种模型时，交待了模型产生的背景、物理假设、数学推导及计算方法，使读者了解到本学科的最新成果和发展动态。（3）系统性与知识的连贯性。由于多相流动是单相流动的延伸与发展，它必然服从流体力学的所有基本定律。在介绍本课程基本概念时，除了介绍本课程用到的一些预备知识外，特别安排了雷诺输运定理的内容，将流体力学的概念拓展与加深，采用张量工具，推导三大守恒方程，在此基础上，还介绍了相关的边界层知识及湍流基础知识。（4）强调国防领域应用的特色。考虑到高温高压多相流体力学的应用背景是国防领域，因此在撰写过程中注重高温高压流体力学在火炮、火箭、装药等领域的工程应用。介绍的许多工程实例紧密结合火炮、火箭以及许多兵器领域新型发射原理等方面的最近发展动态，反映当前的最新研究成果。
　　本书内容分十章。第一章为多相流动的基本概念；第二章为湍流基础；第三章为颗粒及颗粒群特性；第四章为数值计算模型；第五章为液体雾化和气泡动力学；第六章为通过多孔介质的流动；第七章为高温高压气固多相流工程应用；第八章为气固等离子体高温高压多相流工程应用；第九章为高温高压气液多相流工程应用；第十章为多相流测试技术。第一、二、三、四、五、六、十章由袁亚雄撰写，第七、八、九章由张小兵撰写。
　　由于我们学术水平有限，书中难免还有许多不当之处，敬请广大读者批评指正，我们将在以后的版本中予以修正。
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