分子氣動(dòng)力學(xué)及氣體流動(dòng)的直接模擬

高超聲速出版工程目錄
叢書序
原著作者中文版序
序
符號(hào)列表
第1章 分子模型/1
1.1 引言/1
1.2 分子描述的要求/2
1.3 簡(jiǎn)單稀疏氣體/4
1.4 簡(jiǎn)單氣體的宏觀量/8
1.5 擴(kuò)展到混合氣體/14
1.6 分子的數(shù)量級(jí)/18
1.7 真實(shí)氣體效應(yīng)/21
參考文獻(xiàn)/26
第2章 二體彈性碰撞/27
2.1 動(dòng)量和能量考量/27
2.2 碰撞參數(shù)和碰撞截面/30
2.3 碰撞動(dòng)力學(xué)/31
2.4 逆冪律模型/33
2.5 硬球模型/35
2.6 可變硬球模型/37
2.7 可變軟球模型/37
2.8 麥克斯韋模型/39
2.9 包含吸引勢(shì)的模型/40
2.10 GHS模型/40
2.11 一般性評(píng)論/40
參考文獻(xiàn)/41
第3章 基礎(chǔ)動(dòng)理學(xué)理論/42
3.1 速度分布函數(shù)/42
3.2 玻爾茲曼方程/45
3.3 矩方程和守恒方程/49
3.4 H定理和平衡/56
3.5 Chapman-Enskog理論/59
參考文獻(xiàn)/69
第4章 平衡氣體性質(zhì)/71
4.1 空間性質(zhì)/71
4.2 通量性質(zhì)/75
4.3 簡(jiǎn)單氣體中的碰撞量/81
4.4 混合氣體中的碰撞量/89
4.5 與固體壁面的平衡/91
參考文獻(xiàn)/91
第5章 非彈性碰撞和壁面相互作用/92
5.1 具有轉(zhuǎn)動(dòng)能的分子/92
5.2 粗球模型/93
5.3 簡(jiǎn)單氣體中的Larsen-Borgnakke模型/96
5.4 混合氣體中的Larsen-Borgnakke模型/100
5.5 通用Larsen-Borgnakke分布/102
5.6 振動(dòng)能和電子能/105
5.7 弛豫率/109
5.8 氣體壁面相互作用/110
參考文獻(xiàn)/113
第6章 化學(xué)反應(yīng)和熱輻射/115
6.1 簡(jiǎn)介/115
6.2 雙分子反應(yīng)的碰撞理論/116
6.3 給定反應(yīng)速率的反應(yīng)截面/117
6.4 拓展到三分子反應(yīng)/120
6.5 化學(xué)平衡/121
6.6 平衡碰撞理論/123
6.7 離解-復(fù)合反應(yīng)/125
6.8 交換反應(yīng)和電離反應(yīng)/131
6.9 轉(zhuǎn)動(dòng)輻射的經(jīng)典模型/135
6.10 鍵-鍵熱輻射/136
參考文獻(xiàn)/137
第7章 無碰撞流動(dòng)/139
7.1 雙峰分布/139
7.2 分子溢出和蒸發(fā)/142
7.3 一維定常流動(dòng)/145
7.4 一維非定常流動(dòng)/147
7.5 自由分子空氣動(dòng)力學(xué)/153
7.6 熱泳/163
7.7 多次反射的流動(dòng)/165
參考文獻(xiàn)/171
第8章 過渡區(qū)流動(dòng)的分析方法/172
8.1 方法分類/172
8.2 矩方法/173
8.3 模型方程/183
參考文獻(xiàn)/185
第9章 過渡區(qū)流動(dòng)的數(shù)值方法/187
9.1 方法分類/187
9.2 直接玻爾茲曼CFD/188
9.3 確定性模擬/189
9.4 概率性模擬方法/190
9.5 離散方法/192
參考文獻(xiàn)/193
第10章 直接模擬相關(guān)的一般性問題/195
10.1 簡(jiǎn)介/195
10.2 與玻爾茲曼方程的關(guān)系/195
10.3 變量的正則化或量綱化/197
10.4 統(tǒng)計(jì)散射和隨機(jī)游走/198
10.5 計(jì)算近似/200
參考文獻(xiàn)/202
第11章 均勻氣體中的DSMC方案/203
11.1 碰撞抽樣方法/203
11.2 碰撞測(cè)試程序/205
11.3 轉(zhuǎn)動(dòng)弛豫和平衡/211
11.4 振動(dòng)激發(fā)/220
11.5 離解和復(fù)合/226
11.6 漲落和相關(guān)性/232
參考文獻(xiàn)/236
第12章 一維定常流動(dòng)/237
12.1 一維流動(dòng)通用程序/237
12.2 氬氣的黏性系數(shù)/241
12.3 氬氣-氦氣混合氣體的黏性/248
12.4 氮?dú)獾钠绽侍財(cái)?shù)/249
12.5 氬氣的自擴(kuò)散系數(shù)/250
12.6 氬氣-氦氣混合氣體的質(zhì)量擴(kuò)散/252
12.7 熱擴(kuò)散/253
12.8 擴(kuò)散熱效應(yīng)/256
12.9 過渡區(qū)的熱傳導(dǎo)/258
12.10 膨脹中的連續(xù)流失效/259
12.11 正則激波/263
12.12 駐點(diǎn)線流動(dòng)/280
12.13 絕熱大氣/284
12.14 氣體離心機(jī)/286
參考文獻(xiàn)/288
第13章 一維非定常流動(dòng)/290
13.1 非定常流動(dòng)的通用程序/290
13.2 強(qiáng)激波的形成/291
13.3 強(qiáng)激波的反射/294
13.4 弱激波的形成/296
13.5 完全稀疏波/298
13.6 球狀爆聚激波/301
13.7 柱狀腔的坍塌/304
參考文獻(xiàn)/306
第14章 二維流動(dòng)/307
14.1 DSMC計(jì)算的網(wǎng)格/307
14.2 二維流動(dòng)的DSMC程序/311
14.3 超聲速前緣問題/312
14.4 網(wǎng)格尺寸效應(yīng)/317
14.5 渦的形成/319
14.6 超聲速鈍體問題/322
14.7 鈍頭體流動(dòng)中的擴(kuò)散/326
14.8 入射時(shí)的平板/328
14.9 Prandtl-Meyer流膨脹/335
參考文獻(xiàn)/337
第15章 軸對(duì)稱流動(dòng)/338
15.1 軸對(duì)稱流動(dòng)的方案/338
15.2 徑向權(quán)重因子/340
15.3 平頭圓柱繞流/342
15.4 Taylor-Couette流動(dòng)/345
15.5 超聲速渦流的法向影響/350
15.6 衛(wèi)星污染問題/352
參考文獻(xiàn)/353
第16章 三維流動(dòng) 355
16.1 通用考量/355
16.2 超聲速角落流動(dòng)/359
16.3 入射有限展向平板/365
16.4 法向入射羽流的角落流動(dòng)/368
16.5 結(jié)束性評(píng)論/370
參考文獻(xiàn)/370
附錄A 代表性氣體性質(zhì)/371
附錄B 概率函數(shù)和相關(guān)積分/379
附錄C 從給定分布抽樣/386
附錄D 程序FMF.FOR清單/392
附錄E 數(shù)值假象/395
附錄F DSMC演示程序總結(jié)/402
附錄G DSMC 0S.FOR程序清單/405
譯者后記/431