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引言1

概述5

第1章 概论和基本方程7

1.1 多组分完全气体热力学关系7

1.2 连续方程8

1.3 动量方程8

1.4 组分守恒方程11

1.5 能量方程12

1.6 符号说明15

1.6.1 拉丁字母16

1.6.2 希腊字母18

1.6.3 下标19

1.6.4 上标20

1.6.5 其他符号20

习题21

参考文献22

第2章 扰动的分解与演化23

2.1 流动微扰的数学描述23

2.2 均匀无黏流动中小振幅扰动的传播26

2.2.1 分解方法26

2.2.2 关于上述分解的说明30

2.2.3 分子输运对扰动分解的影响32

2.3 模式耦合过程32

2.3.1 通过边界条件耦合33

2.3.2 通过流动非均匀性耦合34

2.3.3 非线性耦合35

2.4 扰动场有关的能量密度和能量通量37

2.5 扰动的线性稳定与非线性稳定41

2.5.1 线性稳定与不稳定系统42

2.5.2 非线性不稳定系统44

2.5.3 强迫振荡系统和极限环系统46

习题50

参考文献50

第3章 流动稳定性Ⅰ——引言53

3.1 平行流自然振荡模式：基本方程53

3.2 时间不稳定性的一般性结论56

3.2.1 时间不稳定的必要条件56

3.2.2 增长速率和扰动传播速度的连界60

3.3 对流不稳定和绝对不稳定61

3.4 拓展示例：空间混合层65

3.5 全局稳定性与非平行流69

习题70

参考文献71

第4章 流动稳定性Ⅱ——普通燃烧室流场74

4.1 自由剪切层76

4.1.1 流动稳定性与不稳定结构78

4.1.2 谐振激励效应81

4.2 尾迹流及钝体流场84

4.2.1 平行流稳定性分析86

4.2.2 钝体尾迹流88

4.2.3 分离剪切层90

4.2.4 谐振激励效应90

4.3 射流91

4.3.1 平行流稳定性分析93

4.3.2 恒定密度射流动力学94

4.3.3 谐振激励效应97

4.3.4 横向射流97

4.4 旋流和尾迹流101

4.4.1 涡破碎103

4.4.2 旋流和尾迹流动力学106

4.4.3 谐振激励效应109

4.5 后向台阶和凹腔110

4.5.1 平行流稳定性分析111

4.5.2 非稳态流动结构112

习题114

参考文献114

第5章 声波传播Ⅰ——基本概念123

5.1 行波与驻波123

5.2 边界条件：反射系数和阻抗127

5.3 简单几何构型的自然模态132

5.3.1 一维模态133

5.3.2 多维矩形管道的模态137

5.3.3 圆形管道的模态138

5.3.4 集总元件及亥姆霍兹共振器141

5.3.5 对流模态142

5.4 受迫振荡143

5.4.1 一维强迫及共振143

5.4.2 管道的受迫振荡和截止模态144

习题148

参考文献149

第6章 声波传播Ⅱ——释热、复杂几何及平均流影响151

6.1 引言151

6.2 平均流影响154

6.2.1 平均流对波传播的影响154

6.2.2 平均流对边界条件的影响156

6.3 温度变化影响157

6.3.1 示例问题：波通过变温区的反射与透射160

6.3.2 示例问题：变温度区域的自然频率162

6.4 面积变化影响163

6.4.1 基准结果163

6.4.2 等熵喷管/扩张管及声/熵耦合165

6.4.3 不稳定涡的产生和声学阻尼167

6.5 声学阻尼过程170

6.6 非稳态释热影响171

6.6.1 热声稳定性模型问题172

6.6.2 热声不稳定趋势的进一步讨论176

6.7 非线性效应和极限环179

6.7.1 模态公式和振幅方程180

6.7.2 非线性源项183

习题186

参考文献187

第7章 火焰与流动的相互作用191

7.1 预混火焰的跃变关系191

7.1.1 公式191

7.1.2 穿过火焰的速度和压力关系194

7.1.3 穿过火焰的涡量关系198

7.2 物质和火焰表面的拉伸206

7.2.1 物质表面拉伸206

7.2.2 预混火焰拉伸207

7.2.3 示例问题：涡引起的物质线拉伸207

7.3 预混火焰对迎面气流的影响208

习题213

参考文献213

第8章 点火216

8.1 概述216

8.2 自点火218

8.2.1 均匀预混反应物的点火218

8.2.2 损失和流动不均匀性的影响220

8.3 强迫点火228

习题232

参考文献233

第9章 火焰内部过程237

9.1 预混火焰概述237

9.1.1 预混火焰结构237

9.1.2 预混火焰相关性240

9.2 预混火焰的拉伸和熄灭243

9.2.1 概述243

9.2.2 火焰拉伸表达式245

9.2.3 弱拉伸效应246

9.2.4 强拉伸效应、消耗与偏移速度以及熄火248

9.3 预混火焰：非稳态效应252

9.4 非预混火焰概述256

9.5 非预混火焰的有限速率效应258

9.6 边缘火焰和火焰传播261

9.6.1 概述261

9.6.2 Buckmaster的边缘火焰模型263

9.6.3 边缘火焰速度266

9.6.4 火焰边缘处的条件269

9.6.5 着火后火焰传播的含义271

9.7 固有的火焰不稳定271

习题274

参考文献274

第10章 火焰稳定，回火，火焰维持和吹脱281

10.1 回火和火焰维持281

10.1.1 核心流区的火焰传播282

10.1.2 边界层回火283

10.2 火焰稳定与吹脱288

10.2.1 预混火焰基本影响因素：流动速度和燃烧速度的运动学平衡290

10.2.2 剪切层稳定火焰的拉伸率292

10.2.3 产物回流对火焰稳定和吹脱的影响296

10.2.4 非预混火焰的抬举和吹脱299

参考文献300

第11章 强迫响应Ⅰ——小火焰动力学305

11.1 长度/时间尺度概述305

11.1.1 预混火焰与宽频带扰动场的相互作用305

11.1.2 火焰与窄频带速度扰动场的相互作用309

11.2 预混火焰面动力学312

11.2.1 公式和模型问题312

11.2.2 常值燃烧速度火焰的线性动力学316

11.2.3 非线性火焰锋动力学327

11.3 非预混火焰面动力学331

11.3.1 公式和观测结果332

11.3.2 示例一：混合层333

11.3.3 示例二：瞬态滞止火焰335

11.3.4 示例三：等温非预混和预混火焰的涡卷吸336

11.3.5 示例四：受限、通风过度火焰的谐振强迫响应338

习题343

参考文献344

第12章 强迫响应Ⅱ——释热动力学348

12.1 强迫作用下火焰的响应机理概述348

12.2 预混火焰——线性动力学353

12.2.1 公式353

12.2.2 速度耦合线性火焰响应354

12.2.3 当量比耦合357

12.3 谐振强迫预混火焰——非线性影响358

12.3.1 运动恢复359

12.3.2 稳定点的动力学361

12.3.3 时均火焰和流场363

12.3.4 几何形状和火焰面积空间分布363

12.3.5 质量燃烧速率和反应热变化364

12.4 宽带激励和湍流火焰速度365

12.4.1 扰动对时均燃烧速率的影响365

12.4.2 湍流引起的释热脉动370

12.4.3 宽带燃烧噪声373

习题375

参考文献376

习题答案383