书籍详情
月球颗粒与发动机羽流相互作用
作者：崔玉红，王建山，谢宇新 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-04-01
ISBN：9787030719683
定价：¥108.00
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内容简介
《月球颗粒与发动机羽流的相互作用》共10章，第1章是月壤颗粒与发动机羽流相互作用研究概述，第2章是月壤颗粒被喷射的临界质量和月表形成月坑的尺寸，第3章是发动机羽流场与分区，第4章是计算参数的选择，第5章是月壤颗粒受力影响因素，第6章是羽流场中月壤颗粒的相互碰撞问题，第7章是羽流场中月壤颗粒的扩散问题，第8章是月壤颗粒与发动机羽流的双向耦合问题，第9章是与阿波罗登月实测数据的对比验证，第10章是总结与展望。
作者简介
暂缺《月球颗粒与发动机羽流相互作用》作者简介
目录
目录
序
前言
主要符号
第1章 月壤颗粒与发动机羽流相互作用研究概述 1
1.1 试验研究进展概述 2
1.2 计算方法研究进展概述 5
1.3 几个关键问题研究进展概述 9
1.3.1 月壤颗粒间的相互碰撞问题 9
1.3.2 月壤颗粒的扩散问题 11
1.3.3 月壤颗粒与羽流的双向耦合问题 11
1.4 本书主要研究内容 12
参考文献 13
第2章 月壤颗粒被喷射的临界质量和月表形成月坑的尺寸 20
2.1 发动机羽流侵蚀月坑的机理 21
2.2 月壤颗粒被破坏的受力临界平衡方程 23
2.3 月壤颗粒被喷射的临界质量和月表形成月坑的尺寸推导 24
2.4 月壤颗粒在羽流场中的动力学方程 26
2.5 本章小结 27
参考文献 27
第3章 发动机羽流场与分区 28
3.1 羽流场CFD/DSMC耦合方法 28
3.1.1 CFD/DSMC耦合方法 29
3.1.2 DSMC方法的基本理论 30
3.1.3 CFD方法概述 33
3.2 羽流场CFD/DSMC耦合方法的验证 34
3.3 羽流场中连续流场、过渡流场和不连续流场的分区 36
3.4 本章小结 38
参考文献 39
第4章 计算参数的选择 42
4.1 计算参数对月表形成月坑尺寸的影响 42
4.1.1 网格划分对月表压应力和月表剪应力的影响 43
4.1.2 试验系数Φ的影响 43
4.1.3 月壤颗粒参数的影响 44
4.2 计算参数对月壤颗粒运动轨迹的影响 45
4.2.1 计算时间步长对月壤颗粒运动轨迹的影响 45
4.2.2 月壤颗粒直径对月壤颗粒运动轨迹的影响 45
4.2.3 升力系数对月壤颗粒运动轨迹的影响 47
4.2.4 初始速度对月壤颗粒运动轨迹的影响 47
4.3 本章小结 48
参考文献 49
第5章 月壤颗粒受力影响因素 50
5.1 月壤颗粒的受力分析 50
5.1.1 Stokes曳力 51
5.1.2 升力 54
5.1.3 重力 55
5.1.4 其他的力 55
5.2 月壤颗粒受力影响因素的分析 57
5.3 月壤颗粒受力影响因数的修正 61
5.4 本章小结 63
参考文献 63
第6章 羽流场中月壤颗粒的相互碰撞问题 66
6.1 引入月壤颗粒相互碰撞问题的原因 66
6.2 月壤颗粒的完全弹性碰撞方法和分析 67
6.2.1 月壤颗粒的完全弹性碰撞方法 67
6.2.2 月壤颗粒的完全弹性碰撞分析 70
6.3 月壤颗粒的非完全弹性碰撞方法和分析 76
6.3.1 月壤颗粒的非完全弹性碰撞方法 76
6.3.2 月壤颗粒的非完全弹性碰撞分析 78
6.4 月壤颗粒相互碰撞问题的不同方法对比分析 83
6.4.1 月壤颗粒碰撞的平均次数和平均速度 83
6.4.2 月壤颗粒的运动轨迹和月表颗粒所占比例 85
6.4.3 与未考虑碰撞问题的比较 86
6.4.4 与软球模型的比较 86
6.4.5 与其他人结果的比较 87
6.5 本章小结 88
参考文献 89
第7章 羽流场中月壤颗粒的扩散问题 91
7.1 引入月壤颗粒扩散问题的原因 91
7.2 守恒方程离散元方法和结果分析 92
7.2.1 守恒方程离散元方法 92
7.2.2 无能量损失的守恒方程离散元方法的计算结果 95
7.2.3 有能量损失的守恒方程离散元方法的计算结果 97
7.3 对流扩散方程有限差分方法和结果分析 99
7.3.1 对流扩散方程有限差分法 99
7.3.2 对流扩散方程有限差分法的计算结果 100
7.4 未考虑与考虑扩散问题计算方法的对比分析 102
7.5 本章小结 105
参考文献 106
第8章 月壤颗粒与发动机羽流的双向耦合问题 108
8.1 引入月壤颗粒与发动机羽流双向耦合问题的原因 109
8.2 宏观双向耦合方法 109
8.2.1 羽流场对月壤颗粒的作用力和热传递 109
8.2.2 月壤颗粒对羽流场的反作用 110
8.3 微观双向耦合方法 112
8.3.1 气体分子对月壤颗粒的作用力和热传递 112
8.3.2 气体分子在月壤颗粒表面的反射 113
8.4 宏观双向耦合和微观双向耦合方法的对比分析 116
8.4.1 月壤颗粒的空间分布 116
8.4.2 月壤颗粒的喷射角度 118
8.4.3 月壤颗粒的速度 119
8.4.4 月壤颗粒的温度 120
8.4.5 羽流场边界的月壤颗粒流量 121
8.4.6 月壤颗粒的运动轨迹 122
8.5 与其他双向耦合方法的对比分析 123
8.6 本章小结 124
参考文献 125
第9章 与阿波罗登月实测数据的对比验证 127
9.1 阿波罗登月着陆过程中羽流侵蚀月壤颗粒的实测结果 127
9.2 阿波罗登月着陆过程的计算结果与实测数据对比验证 129
9.2.1 阿波罗登月着陆过程的计算 129
9.2.2 阿波罗实测数据与本书结果对比验证 133
9.3 本章小结 134
参考文献 134
第10章 总结与展望 136
10.1 总结 136
10.2 展望 138
附表 140
后记 143
序
前言
主要符号
第1章 月壤颗粒与发动机羽流相互作用研究概述 1
1.1 试验研究进展概述 2
1.2 计算方法研究进展概述 5
1.3 几个关键问题研究进展概述 9
1.3.1 月壤颗粒间的相互碰撞问题 9
1.3.2 月壤颗粒的扩散问题 11
1.3.3 月壤颗粒与羽流的双向耦合问题 11
1.4 本书主要研究内容 12
参考文献 13
第2章 月壤颗粒被喷射的临界质量和月表形成月坑的尺寸 20
2.1 发动机羽流侵蚀月坑的机理 21
2.2 月壤颗粒被破坏的受力临界平衡方程 23
2.3 月壤颗粒被喷射的临界质量和月表形成月坑的尺寸推导 24
2.4 月壤颗粒在羽流场中的动力学方程 26
2.5 本章小结 27
参考文献 27
第3章 发动机羽流场与分区 28
3.1 羽流场CFD/DSMC耦合方法 28
3.1.1 CFD/DSMC耦合方法 29
3.1.2 DSMC方法的基本理论 30
3.1.3 CFD方法概述 33
3.2 羽流场CFD/DSMC耦合方法的验证 34
3.3 羽流场中连续流场、过渡流场和不连续流场的分区 36
3.4 本章小结 38
参考文献 39
第4章 计算参数的选择 42
4.1 计算参数对月表形成月坑尺寸的影响 42
4.1.1 网格划分对月表压应力和月表剪应力的影响 43
4.1.2 试验系数Φ的影响 43
4.1.3 月壤颗粒参数的影响 44
4.2 计算参数对月壤颗粒运动轨迹的影响 45
4.2.1 计算时间步长对月壤颗粒运动轨迹的影响 45
4.2.2 月壤颗粒直径对月壤颗粒运动轨迹的影响 45
4.2.3 升力系数对月壤颗粒运动轨迹的影响 47
4.2.4 初始速度对月壤颗粒运动轨迹的影响 47
4.3 本章小结 48
参考文献 49
第5章 月壤颗粒受力影响因素 50
5.1 月壤颗粒的受力分析 50
5.1.1 Stokes曳力 51
5.1.2 升力 54
5.1.3 重力 55
5.1.4 其他的力 55
5.2 月壤颗粒受力影响因素的分析 57
5.3 月壤颗粒受力影响因数的修正 61
5.4 本章小结 63
参考文献 63
第6章 羽流场中月壤颗粒的相互碰撞问题 66
6.1 引入月壤颗粒相互碰撞问题的原因 66
6.2 月壤颗粒的完全弹性碰撞方法和分析 67
6.2.1 月壤颗粒的完全弹性碰撞方法 67
6.2.2 月壤颗粒的完全弹性碰撞分析 70
6.3 月壤颗粒的非完全弹性碰撞方法和分析 76
6.3.1 月壤颗粒的非完全弹性碰撞方法 76
6.3.2 月壤颗粒的非完全弹性碰撞分析 78
6.4 月壤颗粒相互碰撞问题的不同方法对比分析 83
6.4.1 月壤颗粒碰撞的平均次数和平均速度 83
6.4.2 月壤颗粒的运动轨迹和月表颗粒所占比例 85
6.4.3 与未考虑碰撞问题的比较 86
6.4.4 与软球模型的比较 86
6.4.5 与其他人结果的比较 87
6.5 本章小结 88
参考文献 89
第7章 羽流场中月壤颗粒的扩散问题 91
7.1 引入月壤颗粒扩散问题的原因 91
7.2 守恒方程离散元方法和结果分析 92
7.2.1 守恒方程离散元方法 92
7.2.2 无能量损失的守恒方程离散元方法的计算结果 95
7.2.3 有能量损失的守恒方程离散元方法的计算结果 97
7.3 对流扩散方程有限差分方法和结果分析 99
7.3.1 对流扩散方程有限差分法 99
7.3.2 对流扩散方程有限差分法的计算结果 100
7.4 未考虑与考虑扩散问题计算方法的对比分析 102
7.5 本章小结 105
参考文献 106
第8章 月壤颗粒与发动机羽流的双向耦合问题 108
8.1 引入月壤颗粒与发动机羽流双向耦合问题的原因 109
8.2 宏观双向耦合方法 109
8.2.1 羽流场对月壤颗粒的作用力和热传递 109
8.2.2 月壤颗粒对羽流场的反作用 110
8.3 微观双向耦合方法 112
8.3.1 气体分子对月壤颗粒的作用力和热传递 112
8.3.2 气体分子在月壤颗粒表面的反射 113
8.4 宏观双向耦合和微观双向耦合方法的对比分析 116
8.4.1 月壤颗粒的空间分布 116
8.4.2 月壤颗粒的喷射角度 118
8.4.3 月壤颗粒的速度 119
8.4.4 月壤颗粒的温度 120
8.4.5 羽流场边界的月壤颗粒流量 121
8.4.6 月壤颗粒的运动轨迹 122
8.5 与其他双向耦合方法的对比分析 123
8.6 本章小结 124
参考文献 125
第9章 与阿波罗登月实测数据的对比验证 127
9.1 阿波罗登月着陆过程中羽流侵蚀月壤颗粒的实测结果 127
9.2 阿波罗登月着陆过程的计算结果与实测数据对比验证 129
9.2.1 阿波罗登月着陆过程的计算 129
9.2.2 阿波罗实测数据与本书结果对比验证 133
9.3 本章小结 134
参考文献 134
第10章 总结与展望 136
10.1 总结 136
10.2 展望 138
附表 140
后记 143
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