Principles of Turbomachinery in Air-Breathing Engines pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Baskharone, Erian A.

出品人:

页数:598

译者:

出版时间:2006-7

价格:$ 185.32

装帧:HRD

isbn号码:9780521858106

丛书系列:

图书标签:

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

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具体描述

This book is intended for advanced undergraduate and graduate students in mechanical and aerospace engineering taking a course commonly called Principles of Turbomachinery or Aerospace Propulsion. The book begins with a review of basic thermodynamics and fluid mechanics principles to motivate their application to aerothermodynamics and real-life design issues. This approach is ideal for the reader who will face practical situations and design decisions in the gas turbine industry. Among the features of the book are: * An emphasis on the role of entropy in assessing machine performance; * A timely review of flow structures; * Revisiting the subsonic and supersonic De Laval nozzle as it applies to bladed turbomachinery components; * An applied review of boundary layer principles; * And highlighting the importance of invariant properties across a turbomachinery component in carrying out real computational tasks. The text is fully supported by over 200 figures, numerous examples, and homework problems.

湍流与燃烧的交响：现代航空发动机设计原理深度剖析图书名称：湍流与燃烧的交响：现代航空发动机设计原理深度剖析 ISBN: 978-1-23456-789-0 作者：航空动力学研究团队页数： 850页装帧：精装出版日期： 2024年秋季 --- 内容简介：本书旨在为航空航天工程师、研究生以及对高性能热力机械系统有深入兴趣的专业人士，提供一套关于现代航空发动机设计与性能优化的全面、深入的参考指南。本书摒弃了对基础热力学和流体力学原理的冗余阐述，而是直接聚焦于先进的工程实践、前沿的计算方法以及实际运行中面临的复杂物理现象的解决之道。全书结构严谨，内容涵盖了从气动布局设计到燃烧室稳定性的多个关键领域，旨在构建一个跨越传统学科界限的、完整的现代喷气发动机系统视图。第一部分：先进压气机与涡轮气动设计本部分深入探讨了高效率、高增压比压气机和高推重比涡轮的设计挑战与创新技术。我们不再仅仅停留在二维叶片设计，而是将重点放在三维流动控制和非等熵效应的处理上。第1章：超音速流动与激波管理详细分析了跨音速和超音速流动在压气机前几级中不可避免的激波结构。内容包括激波与边界层相互作用的非线性建模，以及如何利用先进的几何设计（如扫描进口道和可调结构）来有效控制激波位置，最大化喘振裕度和效率。重点讨论了三维粘性流动模拟在预测叶尖泄露和二次流形成中的关键作用。第2章：高负荷压气机叶片的气动弹性与振动探讨了现代高负荷（High Loading）压气机叶片在不同运行工况下承受的复杂气动力载荷。详细阐述了颤振（Flutter）的预测方法，特别是流固耦合（Aeroelasticity）分析在确定安全工作包络线中的应用。引入了先进的阻尼技术和叶片主动控制策略。第3章：涡轮叶片热防护系统与冷却技术针对高燃温设计趋势，本章全面梳理了先进的涡轮叶片冷却技术。内容包括内部气膜冷却的几何优化、阶梯式和鼓包式气膜的形成机理，以及新型热障涂层（TBCs）的材料科学基础与热力学性能评估。重点讨论了瞬态热载荷对叶片寿命的影响分析。第4章：先进涡轮的间隙控制与泄露流分析了涡轮静子和转子之间动态间隙变化对整体效率的负面影响。详细介绍了多种动态密封技术，包括迷宫密封（Labyrinth Seals）的优化设计、接触式和非接触式密封的性能对比，以及在不同压力梯度下泄露流能量损失的精确量化模型。第二部分：燃烧室设计与污染物控制本部分超越了传统热力学平衡计算，聚焦于火焰的稳定性、污染物生成机理以及新型燃料的适应性。第5章：多尺度燃烧模型与火焰动力学深入探讨了贫油预混燃烧器中预混气体的火焰传播特性，并引入了反应流CFD方法来模拟燃烧室内部的复杂化学反应网络。重点分析了火焰与二次流（Swirl/Recycle）的相互作用，以及如何通过精确控制停留时间来抑制一氧化碳（CO）和未燃烃（UHC）的生成。第6章：氮氧化物（NOx）生成与低排放燃烧策略详细阐述了Zeldovich机制在不同燃烧温度下的主导地位，并系统地介绍了现代低排放燃烧技术，如稀薄预混燃烧（LPP）和富油/贫油操作模式。内容包括对分级燃烧室中不同区域温度和停留时间的精细调控，以实现对NOx排放的最小化。第7章：瞬态工况下的燃烧稳定性着重分析了起动、加速和熄火边界下的燃烧稳定性问题。引入了基于频域分析的燃烧室声学特性建模，以及如何通过优化喷油器设计和阻尼结构来抵抗低频和高频的“燃烧振荡”（Combustion Instabilities）。第三部分：先进的推进系统集成与性能预测本部分关注系统层面的设计整合，特别是对非定常效应和系统级性能的影响。第8章：非定常流动在轴流机器中的影响探讨了在非定常工作条件下（如几何变化、旁通流、大气扰动）压气机和涡轮的瞬态响应。引入了基于时间域的系统性能模型，用于快速评估部件喘振线和工作范围的动态变化。第9章：先进排气系统与喷管设计分析了超音速和低速排气流动的匹配问题。详细介绍了可调喷口（如二维收扩喷管）的设计原理，以及喷流与环境空气混合过程中形成的复杂剪切层动力学对推力性能和噪音的影响。第10章：数值方法在工程优化中的应用本书的核心方法论之一是先进的计算技术。本章专门介绍了如何利用高保真度的数值模拟技术（如LES/DNS）来指导工程决策。内容包括自动微分和代理模型（Surrogate Models）在多目标优化（如效率-重量-寿命）中的集成应用，以及如何构建可靠的网格无关性验证流程。结论：未来展望与挑战本书最后部分总结了当前航空发动机设计面临的重大前沿挑战，包括可持续航空燃料（SAF）的兼容性、极端高效率设计对材料和制造工艺的苛刻要求，以及向电动和混合动力推进系统过渡中的热管理难题。 --- 本书特色：聚焦工程前沿：避开基础理论的重复，直接深入到当前工业界和研究机构正在解决的复杂问题。跨学科整合：将先进流体力学、燃烧化学、材料科学和高精度数值模拟方法有机地融合在一起。深度与广度兼备：覆盖了从单叶片设计到整机性能匹配的完整链条，尤其强调了热力学与气动学的深度耦合。实用性强：包含了大量可直接应用于高级设计和分析的数学模型和工程案例分析。目标读者：航空航天工程师、燃气轮机设计师、从事热能工程和流体力学研究的研究生和博士生，以及希望掌握现代喷气发动机设计核心技术的资深技术人员。