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绪论1

第1章 高温空气化学热力学基础17

1.1 气体的分类17

1.1.1 理想气体17

1.1.2 完全气体18

1.1.3 化学反应气体混合物19

1.1.4 真实气体20

1.2 平衡化学反应气体的热力学特性21

1.2.1 平衡和冻结热容21

1.2.2 平衡声速22

1.3 非平衡热力学关系24

1.3.1 能量，能量松弛过程和松弛时间24

1.2.3 冻结声速24

1.3.2 双温模型29

1.3.3 非平衡热力学函数29

1.3.4 双温模型中的冻结声速31

1.4 热力学平衡和非平衡输运特性33

1.4.1 热力学平衡输运特性33

1.4.2 扩散质量流表示式39

1.4.3 热力学非平衡输运特性40

1.4.4 热流通量表示式42

1.5 反应速率控制温度44

第2章 高超声速高温气体动力学诸方程45

2.1 热力学非平衡和化学非平衡守恒方程组46

2.2 双温模型中的振动-电子能量守恒方程50

2.3.2 Navier-Stokes方程52

2.3 化学反应粘性流动气体动力学基本方程52

2.3.1 连续方程52

2.3.3 能量守恒方程57

2.4 基本方程的守恒形式59

2.5 变换坐标系中的基本方程61

2.5.1 坐标变换61

2.5.2 变换后的基本方程62

2.5.3 薄层假定64

2.6 化学组元连续方程65

第3章 化学冻结流67

3.1 基本方程的积分形式67

3.2 有限体积法中的NND格式70

3.3 点隐式松弛法74

3.4 网格单元体几何关系77

3.5 理论计算结果的分析比较79

3.5.1 带座舱飞行器流场数值计算79

3.5.2 飞船返回舱模型流场数值计算80

第4章 化学平衡流88

4.1 数值方法89

4.1.1 有限差分法91

4.1.2 有限体积法93

4.2 平衡化学气体组成计算93

4.2.1 化学平衡条件94

4.2.2 平衡常数方法97

4.2.3 最小自由能方法98

4.3 平衡空气热力学函数101

4.4 热化学平衡流计算结果分析103

第5章 化学非平衡流109

5.1 化学非平衡粘性流控制方程110

5.2 变换坐标系中控制方程114

5.3 二维化学反应特征矩阵117

5.4 三维化学反应特征矩阵120

5.5 有限差分数值方法122

5.6 边界条件处理125

5.7 化学动力学模型和反应速率系数127

5.8 刚性问题131

5.9 流场数值结果132

6.1 控制方程140

第6章 有烧蚀气体产物进入的化学非平衡流140

6.2 数值方法145

6.3 化学模型148

6.4 有化学反应和质量引射的物面边界条件151

6.4.1 非烧蚀物面边界条件154

6.4.2 质量引射或发汗冷却物面边界条件155

6.4.3 烧蚀物面边界条件155

6.5 有烧蚀气体产物进入的流场数值结果158

第7章 化学非平衡底部流动163

7.1 轴对称绕流基本方程163

7.2 泰氟隆-空气化学反应模型166

7.3 泰氟隆烧蚀表面边界条件168

7.3.2 有燃烧169

7.3.1 无燃烧169

7.4 全目标流场数值解结果172

第8章 热力学非平衡和化学非平衡流177

8.1 振动能和电子能化学源项177

8.2 松弛过程和松弛时间179

8.2.1 振动-平动能松弛179

8.2.2 电子-平动能松弛181

8.3 化学反应方程和反应速率系数182

8.4 热化学非平衡流有限体积法数值解185

8.5 迎风或TVD格式的数值方法189

8.6 物面边界条件和催化特性192

8.6.2 有限催化壁193

8.6.3 非催化壁193

8.6.1 完全催化壁193

8.7 热化学非平衡流场计算结果194

第9章 高空化学非平衡辐射流场200

9.1 气体热辐射和辐射输运方程201

9.2 平板辐射模型和辐射输运方程的解203

9.3 辐射热流206

9.4 辐射吸收系数计算模式207

9.4.1 束缚-束缚跃迁207

9.4.2 束缚-自由跃迁208

9.4.3 自由-自由跃迁209

9.5 离解电离空气的辐射吸收系数210

9.6 热辐射流场的数值模拟213

参考文献213

主题词索引225