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《等離子體流動控制與輔助燃燒》介紹等離子體流動控制與點火助燃的數值計算方法、實驗技術以及相關應用研究成果，包括等離子體放電過程模擬、等離子體流動控制機理、等離子體唯象學模擬模型、臨近空間等離子體流動控制特點與應用、等離子體在超燃衝壓發動機與爆震發動機中的應用等內容。
前言
第1章緒論1
1.1等離子體流動控制1
1.1.1等離子體激勵器類型2
1.1.2等離子體氣動激勵機理5
1.1.3等離子體流動控制實驗研究技術5
1.1.4等離子體流動控制數值模擬技術7
1.1.5應用領域9
1.2等離子體點火與輔助燃燒11
1.2.1等離子體點火與輔助燃燒機理12
1.2.2等離子體輔助燃燒實驗研究技術12
1.2.3等離子體輔助燃燒數值模擬技術13
1.2.4應用領域15
參考文獻15
第2章表面介質阻擋放電21
2.1等離子體與空氣的能量耦合機理21
2.1.1熱量傳輸21
2.1.2動量傳輸21
2.1.3動量-熱量綜合傳輸22
2.2等離子體體積力產生機理22
2.3表面介質阻擋放電模擬模型及計算方法23
2.4交流激勵表面介質阻擋放電過程26
2.4.1電勢-電流密度變化27
2.4.2電子數密度變化27
2.4.3總電場強度變化28
2.4.4體積力耦合機制31
2.4.5單向體積力產生機制32
2.4.6離子動量傳遞效率34
2.5二次電子發射的影響37
2.5.1降低放電穩定性38
2.5.2造成單側放電41
2.5.3增強空間“推-拉”機制41
2.6小結43
參考文獻44
第3章表面介質阻擋放電激勵器參數研究47
3.1單個激勵器參數研究47
3.1.1電極結構的影響47
3.1.2電源的影響53
3.1.3介質阻擋層的影響73
3.1.4磁場的作用79
3.2激勵器陣列研究87
3.2.1植入電極構型的影響88
3.2.2暴露電極電勢關係的影響93
3.2.3暴露電極間隙的影響98
3.3特殊激勵器研究99
3.3.1SDBD合成射流激勵器99
3.3.2滑移放電激勵器106
3.4小結116
參考文獻116
第4章等離子體流動控制松耦合模擬119
4.1等離子體流動控制機理分析119
4.1.1低速流動119
4.1.2高速流動120
4.2模擬模型及驗證121
4.2.1計算模型和方法121
4.2.2模擬驗證122
4.3交流激勵平板邊界層流動控制模擬123
4.3.1激勵電源的影響123
4.3.2介質阻擋層厚度的影響131
4.3.3激勵器陣列流動控制效果132
4.3.4合成射流135
4.4交流激勵翼型流動控制模擬137
4.4.1計算網格和方法137
4.4.2計算方法驗證138
4.4.3激勵器數量的影響138
4.4.4激勵器位置的影響140
4.4.5控制力類型的影響142
4.5小結145
參考文獻146
第5章等離子體流動控制唯象學模擬149
5.1交流激勵SDBD等離子體電荷密度均勻分佈模型149
5.1.1體積力模型149
5.1.2計算網格及邊界條件149
5.1.3模型驗證150
5.2基於德拜長度的交流激勵SDBD等離子體電荷密度模型152
5.2.1體積力模型152
5.2.2計算網格及邊界條件152
5.2.3模型驗證153
5.3電弧放電等離子體唯象學模型153
5.3.1放熱模型153
5.3.2模型驗證155
5.4納秒脈衝SDBD唯象學模型158
5.4.1溫度和壓力均勻分佈模型及驗證158
5.4.2溫度高斯分佈模型161
5.5集總參數模型162
5.6小結163
參考文獻163
第6章臨近空間等離子體流動控制研究166
6.1不同氣壓下交流激勵等離子體誘導流場166
6.1.1低氣壓密閉環境中等離子體誘導流場PIV實驗技術166
6.1.2誘導流場結構特點167
6.1.3誘導流動動量特性169
6.1.4激勵頻率的影響171
6.1.5激勵電壓的影響173
6.1.6激勵器電極間隙影響175
6.2亞微秒激勵等離子體誘導流場176
6.2.1誘導渦發展過程177
6.2.2激勵頻率的影響180
6.2.3脈衝數量的影響182
6.2.4環境壓力的影響183
6.2.5粒子空白區188
6.3等離子體流動控制實驗相似準則191
6.3.1等離子體體積力相似準則192
6.3.2等離子體放熱相似準則194
6.4地面模擬高空等離子體流動控制的實驗方法及應用195
6.4.1實驗方法195
6.4.2等離子體誘導流動實驗196
6.4.3翼型流動控制實驗199
6.5平流層螺旋槳等離子體流動控制的地面實驗方法及應用201
6.5.1基於葉素理論的地面實驗方法201
6.5.2基於縮比螺旋槳的地面實驗方法207
6.6臨近空間等離子體流動控制模擬211
6.6.1納秒脈衝放電流動控制松耦合模擬211
6.6.2平流層螺旋槳等離子體流動控制唯象學模擬219
6.7小結229
參考文獻230
第7章超燃衝壓發動機等離子體輔助燃燒233
7.1計算區域及網格劃分233
7.2等離子體對燃料噴流的影響234
7.2.1噴流流場溫度與壁面壓力分析235
7.2.2燃料混合、燃燒特徵分析237
7.2.3燃燒室總壓損失變化238
7.2.4噴流下游燃燒效率的變化239
7.3等離子體對凹腔流場的影響240
7.3.1激勵強度的影響240
7.3.2激勵器數目影響245
7.3.3脈衝激勵頻率影響249
7.3.4燃燒流場的影響255
7.4納秒脈衝SDBD等離子體對凹腔流場的影響260
7.4.1等離子體模型及模擬參數260
7.4.2凹腔流場特性變化比較261
7.5小結264
參考文獻264
第8章爆震發動機等離子體輔助燃燒266
8.1等離子體噴嘴概念設計266
8.1.1介質阻擋放電助燃噴嘴266
8.1.2電弧放電助燃噴嘴267
8.2氫-氧預混氣中等離子體放電模擬研究267
8.2.1計算模型268
8.2.2高壓交流激勵放電271
8.2.3納秒脈衝激勵放電274
8.3等離子體點火起爆模擬研究279
8.3.1物理模型與計算方法279
8.3.2模擬結果與分析282
8.4等離子體助燃作用下的點火起爆模擬研究285
8.4.1流場物理模型與求解方法286
8.4.2無等離子體助燃時起爆過程分析287
8.4.3施加等離子體助燃時起爆過程分析288
8.4.4兩種方式起爆效果對比290
8.5小結294
參考文獻294
