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| 編輯推薦： |
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本书可作为动力工程及工程热物理、交通运输工程、机械工程、航空宇航科学与技术、船舶与海洋工程、农业工程、环境工程等专业的研究生或高年级本科生“高等喷雾学”课程教材。
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| 內容簡介： |
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本书系统讲述了流体喷射碎裂的基本理论和实验研究。全书共分11章，分别为：第1章 绪论与综述、第2章 射流的控制方程组和边界条件、第3章 平面液膜瑞利-泰勒波的线性不稳定性、第4章 平面液膜时间空间和时空模式的线性不稳定性、第5章 平面液膜的非线性不稳定性、第6章 圆射流瑞利-泰勒波的线性不稳定性、第7章 圆射流时间空间和时空模式的线性不稳定性、第8章 圆射流的非线性不稳定性、第9章 环状液膜瑞利-泰勒波的线性不稳定性、第10章 环状液膜时间空间和时空模式的线性不稳定性、第11章 环状液膜的非线性不稳定性。
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| 關於作者： |
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曹建明，1962年4月生。1982年7月毕业于天津大学内燃机专业，长安大学在职研究生学历。1994-1996加拿大维多利亚大学访问学者，现任长安大学汽车学院三级教授，业务专长为射流的碎裂与雾化。
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| 目錄：
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第1章绪论与综述
1.1液体喷射碎裂的影响因素
1.2液体喷射的分区
1.2.1层流区
1.2.2过渡区
1.2.3湍流区和雾化区
1.3液体喷射的多级表面波
1.4气液交界面的瑞利波和泰勒波
1.5表面波的时间空间和时空模式
1.5.1Gaster变换
1.5.2史绍熙变换
1.6扰动的维数
1.7液体喷射的线性和非线性不稳定性理论
1.7.1线性和非线性不稳定性的区分
1.7.2时间模式线性不稳定性分析
1.7.3空间模式线性不稳定性分析
1.7.4时空模式线性不稳定性分析
1.7.5非线性不稳定性分析
1.7.6时空的均衡性和时空曲率
1.8速度流函数和势函数
1.9有旋流场和无旋流场
1.10液体喷射的物理模型
1.10.1线性不稳定性理论的物理模型
1.10.2非线性不稳定性理论的物理模型
1.11参数的量纲一化
1.12射流的压力和速度
1.12.1基流、扰动和合流的压力及速度
1.12.2扰动压力和扰动速度表达式
1.13表面波扰动振幅
1.13.1初始扰动振幅
1.13.2平面液膜的扰动振幅表达式
1.13.3圆射流的扰动振幅表达式
1.13.4环状液膜的扰动振幅表达式
习题
射流的不稳定性理论
目录
第2章射流的控制方程组和边界条件
2.1线性不稳定性理论的控制方程组
2.1.1平面液膜三维扰动的控制方程组
2.1.2平面液膜二维扰动的控制方程组
2.1.3圆射流三维扰动的控制方程组
2.1.4圆射流二维扰动的控制方程组
2.1.5环状液膜三维扰动的控制方程组
2.1.6环状液膜二维扰动的控制方程组
2.2非线性不稳定性理论的控制方程组
2.2.1平面液膜的控制方程组
2.2.2圆射流的控制方程组
2.2.3环状液膜的控制方程组
2.3非线性不稳定性理论的初始条件
2.3.1平面液膜的初始条件
2.3.2圆射流的初始条件
2.3.3环状液膜的初始条件
2.4运动学边界条件
2.4.1线性不稳定性理论的运动学边界条件
2.4.2非线性不稳定性理论的运动学边界条件
2.5线性不稳定性理论的附加边界条件
2.5.1平面液膜的附加边界条件
2.5.2圆射流的附加边界条件
2.5.3环状液膜的附加边界条件
2.6动力学边界条件
2.6.1液相与气相的应力张量差
2.6.2由表面张力引起的附加压强
2.6.3平面液膜的动力学边界条件
2.6.4圆射流的动力学边界条件
2.6.5环状液膜的动力学边界条件
习题
第3章平面液膜瑞利泰勒波的线性不稳定性
3.1平面液膜瑞利泰勒波微分方程的建立和求解
3.1.1平面液膜瑞利泰勒波液相微分方程的建立
3.1.2平面液膜瑞利泰勒波液相微分方程的通解
3.1.3平面液膜瑞利泰勒波液相微分方程的特解
3.1.4平面液膜瑞利泰勒波气相微分方程的建立
3.1.5平面液膜瑞利泰勒波上气液交界面气相微分方程的求解
3.1.6平面液膜瑞利泰勒波下气液交界面气相微分方程的求解
3.2平面液膜瑞利泰勒波的色散准则关系式和稳定极限
3.2.1平面液膜瑞利泰勒波反对称波形的色散准则关系式
3.2.2平面液膜瑞利泰勒波正对称波形的色散准则关系式
3.2.3平面液膜瑞利泰勒波的稳定极限
3.3平面液膜瑞利泰勒波的线性不稳定性分析
3.3.1液流韦伯数和雷诺数的影响
3.3.2气液流速比的影响
3.3.3气流马赫数的影响
3.3.4液流欧拉数的影响
3.4结语
习题
第4章平面液膜时间空间和时空模式的线性不稳定性
4.1平面液膜时间空间和时空模式的色散准则关系式及稳定极限
4.1.1平面液膜时间空间和时空模式的色散准则关系式
4.1.2平面液膜时间空间和时空模式的稳定极限
4.2平面液膜时间空间和时空模式的线性不稳定性分析
4.2.1平面液膜时间和空间模式的线性不稳定性分析
4.2.2平面液膜时空模式的线性不稳定性分析
4.3结语
习题
第5章平面液膜的非线性不稳定性
5.1平面液膜扰动振幅和速度势函数的各阶偏导数
5.1.1平面液膜扰动振幅的各阶偏导数
5.1.2平面液膜速度势函数的各阶偏导数
5.2在平面液膜气液交界面上对速度势函数按泰勒级数的展开式
5.2.1平面液膜速度势函数的泰勒级数展开式
5.2.2平面液膜速度势函数一阶偏导数的泰勒级数展开式
5.3平面液膜控制方程组和边界条件的三级波展开式
5.3.1平面液膜控制方程组的三级波展开式
5.3.2平面液膜三级波边界条件的泰勒级数展开式
5.4平面液膜三级波的连续性方程和边界条件
5.4.1平面液膜级波的连续性方程和边界条件
5.4.2平面液膜第二级波的连续性方程和边界条件
5.4.3平面液膜第三级波的连续性方程和边界条件
5.5平面液膜级波微分方程的建立和求解
5.5.1平面液膜级波的扰动振幅
5.5.2平面液膜级波液相微分方程的建立和求解
5.5.3平面液膜级波气相微分方程的建立和求解
5.5.4平面液膜级波反对称波形的色散准则关系式
5.5.5平面液膜级波正对称波形的色散准则关系式
5.5.6对平面液膜级波色散准则关系式的分析
5.6平面液膜第二级波微分方程的建立和求解
5.6.1平面液膜第二级波的扰动振幅
5.6.2平面液膜第二级波反对称波形液相微分方程的建立和求解
5.6.3平面液膜第二级波正对称波形液相微分方程的建立和求解
5.6.4平面液膜第二级波反对称波形气相微分方程的建立和求解
5.6.5平面液膜第二级波正对称波形气相微分方程的建立和求解
5.6.6平面液膜第二级波反对称波形的色散准则关系式
5.6.7平面液膜第二级波正对称波形的色散准则关系式
5.6.8对平面液膜第二级波色散准则关系式的分析
5.7平面液膜第三级波微分方程的建立和求解
5.7.1平面液膜第三级波的扰动振幅
5.7.2平面液膜第三级波反对称波形液相微分方程的建立和求解
5.7.3平面液膜第三级波正对称波形液相微分方程的建立和求解
5.7.4平面液膜第三级波反对称波形气相微分方程的建立和求解
5.7.5平面液膜第三级波正对称波形气相微分方程的建立和求解
5.7.6平面液膜第三级波反对称波形的色散准则关系式
5.7.7平面液膜第三级波正对称波形的色散准则关系式
5.7.8对平面液膜第三级波色散准则关系式的分析
5.8平面液膜初始扰动振幅和碎裂点的实验研究
5.9平面液膜支配表面波增长率和支配波数的数值计算结果
5.9.1平面液膜级波的支配表面波增长率和支配波数
5.9.2平面液膜第二级波的支配表面波增长率和支配波数
5.9.3平面液膜第三级波的支配表面波增长率和支配波数
5.10平面液膜波形图及其不稳定性分析
5.10.1平面液膜反对称波形图及其不稳定性分析
5.10.2平面液膜正对称波形图及其不稳定性分析
5.11结语
习题
第6章圆射流瑞利泰勒波的线性不稳定性
6.1圆射流瑞利泰勒波微分方程的建立和求解
6.1.1圆射流瑞利泰勒波液相微分方程的建立
6.1.2圆射流瑞利泰勒波液相微分方程的求解
6.1.3圆射流瑞利泰勒波气相微分方程的建立
6.1.4圆射流瑞利泰勒波气相微分方程的求解
6.2圆射流瑞利泰勒波的色散准则关系式和稳定极限
6.2.1圆射流瑞利泰勒波的色散准则关系式
6.2.2圆射流瑞利泰勒波的稳定极限
6.3圆射流瑞利泰勒波的线性不稳定性分析
6.3.1液流韦伯数和雷诺数的影响
6.3.2气液流速比的影响
6.3.3气液压力比的影响
6.3.4气液密度比的影响
6.3.5刚性涡流和势涡流的影响
6.4结语
习题
第7章圆射流时间空间和时空模式的线性不稳定性
7.1圆射流时间空间和时空模式的色散准则关系式及稳定极限
7.1.1圆射流时间空间和时空模式的色散准则关系式
7.1.2圆射流时间空间和时空模式的稳定极限
7.2圆射流时间空间和时空模式的线性不稳定性分析
7.2.1圆射流时间和空间模式的线性不稳定性分析
7.2.2圆射流时空模式的线性不稳定性分析
7.3结语
习题
第8章圆射流的非线性不稳定性
8.1圆射流扰动振幅和速度势函数的各阶偏导数
8.1.1圆射流扰动振幅的各阶偏导数
8.1.2圆射流速度势函数的各阶偏导数
8.2在圆射流气液交界面上对速度势函数按泰勒级数的展开式
8.2.1圆射流速度势函数的泰勒级数展开式
8.2.2圆射流速度势函数一阶偏导数的泰勒级数展开式
8.3圆射流控制方程组和边界条件的三级波展开式
8.3.1圆射流控制方程组的三级波展开式
8.3.2圆射流三级波边界条件的泰勒级数展开式
8.4圆射流三级波的连续性方程和边界条件
8.4.1圆射流级波的连续性方程和边界条件
8.4.2圆射流第二级波的连续性方程和边界条件
8.4.3圆射流第三级波的连续性方程和边界条件
8.5圆射流级波微分方程的建立和求解
8.5.1圆射流级波的扰动振幅
8.5.2圆射流级波液相微分方程的建立和求解
8.5.3圆射流级波气相微分方程的建立和求解
8.5.4圆射流级波反对称波形的色散准则关系式
8.5.5圆射流级波正对称波形的色散准则关系式
8.5.6对圆射流级波色散准则关系式的分析
8.6圆射流第二级波微分方程的建立和求解
8.6.1圆射流第二级波的扰动振幅
8.6.2圆射流第二级波反对称波形液相微分方程的建立和求解
8.6.3圆射流第二级波正对称波形液相微分方程的建立和求解
8.6.4圆射流第二级波反对称波形气相微分方程的建立和求解
8.6.5圆射流第二级波正对称波形气相微分方程的建立和求解
8.6.6圆射流第二级波反对称波形的色散准则关系式
8.6.7圆射流第二级波正对称波形的色散准则关系式
8.6.8对圆射流第二级波色散准则关系式的分析
8.7圆射流第三级波微分方程的建立和求解
8.7.1圆射流第三级波的扰动振幅
8.7.2圆射流第三级波反对称波形液相微分方程的建立和求解
8.7.3圆射流第三级波正对称波形液相微分方程的建立和求解
8.7.4圆射流第三级波反对称波形气相微分方程的建立和求解
8.7.5圆射流第三级波正对称波形气相微分方程的建立和求解
8.7.6圆射流第三级波反对称波形的色散准则关系式
8.7.7圆射流第三级波正对称波形的色散准则关系式
8.7.8对圆射流第三级波色散准则关系式的分析
8.8圆射流初始扰动振幅和碎裂点的实验研究
8.9圆射流支配表面波增长率和支配波数的数值计算结果
8.10圆射流波形图及其不稳定性分析
8.10.10阶圆射流波形图及其不稳定性分析
8.10.21阶圆射流波形图及其不稳定性分析
8.10.32阶圆射流波形图及其不稳定性分析
8.10.43阶圆射流波形图及其不稳定性分析
8.11结语
习题
第9章环状液膜瑞利泰勒波的线性不稳定性
9.1环状液膜瑞利泰勒波微分方程的建立和求解
9.1.1环状液膜瑞利泰勒波液相微分方程的建立
9.1.2环状液膜瑞利泰勒波液相微分方程的求解
9.1.3环状液膜瑞利泰勒波气相微分方程的建立
9.1.4环状液膜瑞利泰勒波气相微分方程的求解
9.2环状液膜瑞利泰勒波的色散准则关系式和稳定极限
9.2.1环状液膜瑞利泰勒波反对称波形的色散准则关系式
9.2.2环状液膜瑞利泰勒波正对称波形的色散准则关系式
9.2.3环状液膜瑞利泰勒波的稳定极限
9.3环状液膜瑞利泰勒波线性不稳定性分析
9.3.1气液流速比的影响
9.3.2气液密度比的影响
9.3.3液流韦伯数和雷诺数的影响
9.3.4气流马赫数的影响
9.3.5刚性涡流和势涡流的影响
9.4结语
习题
第10章环状液膜时间空间和时空模式的线性不稳定性
10.1环状液膜时间空间和时空模式的色散准则关系式及稳定极限
10.1.1环状液膜时间空间和时空模式的色散准则关系式
10.1.2环状液膜时间空间和时空模式的稳定极限
10.2环状液膜时间空间和时空模式的线性不稳定性分析
10.2.1环状液膜时间和空间模式的线性不稳定性分析
10.2.2环状液膜时空模式的线性不稳定性分析
10.3结语
习题
第11章环状液膜的非线性不稳定性
11.1环状液膜级波微分方程的建立和求解
11.1.1环状液膜级波的扰动振幅
11.1.2环状液膜级波液相微分方程的建立和求解
11.1.3环状液膜级波气相微分方程的建立和求解
11.1.4环状液膜级波反对称波形的色散准则关系式
11.1.5环状液膜级波正对称波形的色散准则关系式
11.1.6对环状液膜级波色散准则关系式的分析
11.2环状液膜第二级波微分方程的建立和求解
11.2.1环状液膜第二级波的扰动振幅
11.2.2环状液膜第二级波液相微分方程的建立和求解
11.2.3环状液膜第二级波气相微分方程的建立和求解
11.2.4环状液膜第二级波反对称波形的色散准则关系式
11.2.5环状液膜第二级波正对称波形的色散准则关系式
11.2.6对环状液膜第二级波色散准则关系式的分析
11.3环状液膜第三级波微分方程的建立和求解
11.3.1环状液膜第三级波的扰动振幅
11.3.2环状液膜第三级波液相微分方程的建立和求解
11.3.3环状液膜第三级波气相微分方程的建立和求解
11.3.4环状液膜第三级波反对称波形的色散准则关系式
11.3.5环状液膜第三级波正对称波形的色散准则关系式
11.3.6对环状液膜第三级波色散准则关系式的分析
11.4环状液膜初始扰动振幅和碎裂点的实验研究
11.5环状液膜支配表面波增长率和支配波数的数值计算结果
11.6环状液膜波形图及其不稳定性分析
11.6.1环状液膜反对称波形图及其不稳定性分析
11.6.2环状液膜正对称波形图及其不稳定性分析
11.7结语
习题
主要符号
参考文献
附录A双曲函数
附录B贝塞尔方程及其通解
附录C习题答案
|
| 內容試閱：
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射流碎裂即是液体的初级雾化，是喷雾理论研究的热点和难点。国内外许多一流大学和研究机构对液体碎裂过程深入研究了100年以上。由于理论推导过程异常繁复，要求研究者具备扎实的流体力学和数学知识，因此研究工作需要不断积累才能发展，每进展一步都显得难能可贵，经常需要深入细致、一丝不苟的反复探讨才会有所定论。
本书是作者继2013年在北京大学出版社出版的著作《液体喷雾学》之后，在其基础上，总结国内外研究成果而完成的又一部专著，主要反映了作者本人近年来的研究成果，其中很大一部分研究成果尚未发表过。本书对射流的不稳定性理论进行了系统论述，目的一是供研究生或高年级本科生使用，使他们在学习和研究中能够很快触及学科的前沿问题，为推动和促进机械学在我国的发展做出一点贡献；二是抛砖引玉，为广泛的学术探讨作一块铺路石。本书涉及大量的公式推导，推导过程尽量做到详尽，便于理解。
感谢加拿大维多利亚大学(UVic)机械工程系的教授们给予的指导和帮助，在作者访问该大学期间赠送了许多学术资料；感谢中国国家自然科学基金委员会(基金项目编号：50676012)、加拿大国家自然科学与工程研究理事会(NSERC)对于作者研究工作给予的支持；感谢汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室、交通新能源开发应用与汽车节能陕西省重点实验室对于喷雾实验设备和场地的支持；感谢参考文献的著作者们；感谢我的研究生们所做的大量具体工作，几年来，我们夜以继日，奋斗不息，克服了一个又一个难题，逐步完善书稿。此外，还要感谢清华大学出版社为本书的出版所做的大量认真细致的工作。正是有了以上所有单位和个人的支持和帮助，才使本书的写作和出版得以顺利完成。
限于作者的水平和知识范围，疏漏甚至错误之处恐难避免，谨请使用本书的读者批评指正。
曹建明
2021年8月于长安大学
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