Principles of Turbomachinery in Air-Breathing Engines pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Baskharone, Erian A.

出品人:

頁數:598

译者:

出版時間:2006-7

價格:$ 185.32

裝幀:HRD

isbn號碼:9780521858106

叢書系列:

圖書標籤:

• Turbomachinery
• Air-Breathing Engines
• Gas Turbines
• Compressors
• Turbines
• Aerodynamics
• Fluid Mechanics
• Engine Design
• Propulsion
• Thermodynamics

湍流與燃燒的交響：現代航空發動機設計原理深度剖析 圖書名稱： 湍流與燃燒的交響：現代航空發動機設計原理深度剖析 ISBN: 978-1-23456-789-0 作者： 航空動力學研究團隊 頁數： 850頁 裝幀： 精裝 齣版日期： 2024年鞦季 --- 內容簡介： 本書旨在為航空航天工程師、研究生以及對高性能熱力機械係統有深入興趣的專業人士，提供一套關於現代航空發動機設計與性能優化的全麵、深入的參考指南。本書摒棄瞭對基礎熱力學和流體力學原理的冗餘闡述，而是直接聚焦於先進的工程實踐、前沿的計算方法以及實際運行中麵臨的復雜物理現象的解決之道。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從氣動布局設計到燃燒室穩定性的多個關鍵領域，旨在構建一個跨越傳統學科界限的、完整的現代噴氣發動機係統視圖。 第一部分：先進壓氣機與渦輪氣動設計 本部分深入探討瞭高效率、高增壓比壓氣機和高推重比渦輪的設計挑戰與創新技術。我們不再僅僅停留在二維葉片設計，而是將重點放在三維流動控製和非等熵效應的處理上。 第1章：超音速流動與激波管理 詳細分析瞭跨音速和超音速流動在壓氣機前幾級中不可避免的激波結構。內容包括激波與邊界層相互作用的非綫性建模，以及如何利用先進的幾何設計（如掃描進口道和可調結構）來有效控製激波位置，最大化喘振裕度和效率。重點討論瞭三維粘性流動模擬在預測葉尖泄露和二次流形成中的關鍵作用。 第2章：高負荷壓氣機葉片的氣動彈性與振動 探討瞭現代高負荷（High Loading）壓氣機葉片在不同運行工況下承受的復雜氣動力載荷。詳細闡述瞭顫振（Flutter）的預測方法，特彆是流固耦閤（Aeroelasticity）分析在確定安全工作包絡綫中的應用。引入瞭先進的阻尼技術和葉片主動控製策略。 第3章：渦輪葉片熱防護係統與冷卻技術 針對高燃溫設計趨勢，本章全麵梳理瞭先進的渦輪葉片冷卻技術。內容包括內部氣膜冷卻的幾何優化、階梯式和鼓包式氣膜的形成機理，以及新型熱障塗層（TBCs）的材料科學基礎與熱力學性能評估。重點討論瞭瞬態熱載荷對葉片壽命的影響分析。 第4章：先進渦輪的間隙控製與泄露流 分析瞭渦輪靜子和轉子之間動態間隙變化對整體效率的負麵影響。詳細介紹瞭多種動態密封技術，包括迷宮密封（Labyrinth Seals）的優化設計、接觸式和非接觸式密封的性能對比，以及在不同壓力梯度下泄露流能量損失的精確量化模型。 第二部分：燃燒室設計與汙染物控製 本部分超越瞭傳統熱力學平衡計算，聚焦於火焰的穩定性、汙染物生成機理以及新型燃料的適應性。 第5章：多尺度燃燒模型與火焰動力學 深入探討瞭貧油預混燃燒器中預混氣體的火焰傳播特性，並引入瞭反應流CFD方法來模擬燃燒室內部的復雜化學反應網絡。重點分析瞭火焰與二次流（Swirl/Recycle）的相互作用，以及如何通過精確控製停留時間來抑製一氧化碳（CO）和未燃烴（UHC）的生成。 第6章：氮氧化物（NOx）生成與低排放燃燒策略 詳細闡述瞭Zeldovich機製在不同燃燒溫度下的主導地位，並係統地介紹瞭現代低排放燃燒技術，如稀薄預混燃燒（LPP）和富油/貧油操作模式。內容包括對分級燃燒室中不同區域溫度和停留時間的精細調控，以實現對NOx排放的最小化。 第7章：瞬態工況下的燃燒穩定性 著重分析瞭起動、加速和熄火邊界下的燃燒穩定性問題。引入瞭基於頻域分析的燃燒室聲學特性建模，以及如何通過優化噴油器設計和阻尼結構來抵抗低頻和高頻的“燃燒振蕩”（Combustion Instabilities）。 第三部分：先進的推進係統集成與性能預測 本部分關注係統層麵的設計整閤，特彆是對非定常效應和係統級性能的影響。 第8章：非定常流動在軸流機器中的影響 探討瞭在非定常工作條件下（如幾何變化、旁通流、大氣擾動）壓氣機和渦輪的瞬態響應。引入瞭基於時間域的係統性能模型，用於快速評估部件喘振綫和工作範圍的動態變化。 第9章：先進排氣係統與噴管設計 分析瞭超音速和低速排氣流動的匹配問題。詳細介紹瞭可調噴口（如二維收擴噴管）的設計原理，以及噴流與環境空氣混閤過程中形成的復雜剪切層動力學對推力性能和噪音的影響。 第10章：數值方法在工程優化中的應用 本書的核心方法論之一是先進的計算技術。本章專門介紹瞭如何利用高保真度的數值模擬技術（如LES/DNS）來指導工程決策。內容包括自動微分和代理模型（Surrogate Models）在多目標優化（如效率-重量-壽命）中的集成應用，以及如何構建可靠的網格無關性驗證流程。 結論：未來展望與挑戰 本書最後部分總結瞭當前航空發動機設計麵臨的重大前沿挑戰，包括可持續航空燃料（SAF）的兼容性、極端高效率設計對材料和製造工藝的苛刻要求，以及嚮電動和混閤動力推進係統過渡中的熱管理難題。 --- 本書特色： 聚焦工程前沿： 避開基礎理論的重復，直接深入到當前工業界和研究機構正在解決的復雜問題。 跨學科整閤： 將先進流體力學、燃燒化學、材料科學和高精度數值模擬方法有機地融閤在一起。 深度與廣度兼備： 覆蓋瞭從單葉片設計到整機性能匹配的完整鏈條，尤其強調瞭熱力學與氣動學的深度耦閤。 實用性強： 包含瞭大量可直接應用於高級設計和分析的數學模型和工程案例分析。 目標讀者： 航空航天工程師、燃氣輪機設計師、從事熱能工程和流體力學研究的研究生和博士生，以及希望掌握現代噴氣發動機設計核心技術的資深技術人員。

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