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第一章 绪论 1

第二章 层流射流 4

2.1 基本方程 4

2.1.1 黏性流体运动的基本方程 4

2.1.2 层流边界层基本方程 4

2.2 平面层流射流 5

2.3 圆形层流射流 7

第三章 自由紊动射流 11

3.1 紊动射流基本方程 11

3.1.1 紊流基本方程 11

3.1.2 恒定紊流边界层方程 12

3.2 紊流的半经验理论 13

3.2.1 普朗特混合长度理论 13

3.2.2 普朗特自由紊流理论 15

3.3 自由紊动射流的一般特性 15

3.3.1 断面流速分布的相似性 16

3.3.2 射流边界线性扩展 17

3.3.3 动量通量守恒 18

3.4 平面紊动射流 18

3.4.1 格特勒解 19

3.4.2 平面紊动射流主体段 20

3.4.3 平面紊动射流初始段长度 23

3.5 圆形紊动射流 23

3.5.1 施里赫廷解 23

3.5.2 圆形紊动射流主体段 25

3.5.3 圆形紊动射流初始段长度 26

3.6 三维紊动射流 27

3.6.1 特征衰减区 28

3.6.2 半值宽 28

3.6.3 速度剖面的相似性 29

3.6.4 轴对称型衰减区 29

3.7 紊动射流相干结构简介 31

第四章 紊动冲击射流 33

4.1 引言 33

4.2.1 自由射流区——冲击区 34

4.2 平面紊动冲击射流 34

4.2.2 冲击区——壁面射流区 36

4.2.3 理论分析 37

4.3 圆形紊动冲击射流 41

4.3.1 速度剖面与速度比尺 41

4.3.2 压力剖面与压力比尺 42

4.3.3 壁面切应力 43

4.3.4 理论分析 43

4.4.1 紊动强度 44

4.4 冲击射流紊动结构 44

4.4.2 能量谱分布 45

4.4.3 两点双重速度相关 47

4.4.4 紊动能耗散导数与微尺度 49

4.4.5 积分尺度 50

4.4.6 紊动能平衡 51

4.5 冲击动水压力 54

4.5.1 时均压力分布 54

4.5.2 压力脉动强度分布 55

4.5.3 掺气对动水压力影响的理论分析 56

第五章 壁面射流 58

5.1 概述 58

5.2 格劳特壁面射流理论 59

5.2.1 层流壁面射流 59

5.2.2 紊动壁面射流 63

5.3 径向壁面射流 69

5.3.1 理论分析 69

5.3.2 实验结果 72

5.4 三维壁面射流 76

5.4.1 三维壁面射流的时均特性 76

5.4.2 三维壁面射流的紊动特性 81

第六章 旋动射流 84

6.1 概述 84

6.2 旋动射流的旋度和卷吸能力 86

6.2.1 旋度 86

6.2.2 卷吸能力 87

6.3.2 旋动射流的速度分布 88

6.3 旋动射流轴向速度、切向速度及径向速度分布 88

6.3.1 旋动射流出口处速度分布 88

6.4 旋动射流速度、静压轴向衰减规律 92

6.4.1 轴向速度、旋转速度及压力最大值沿轴向衰减的理论分析 92

6.4.2 轴向速度、旋转速度及静压最大值沿轴向衰减的实验结果 94

6.5 旋动射流紊动特性 95

6.5.1 旋动射流紊动强度轴向变化 95

6.5.2 旋动射流雷诺应力分布 95

第七章 双股射流 98

7.1 双股射流基本流动特征 98

7.1.1 会聚区 98

7.1.2 联合区 103

7.2 双股冲击射流的时均、紊动特性 109

7.2.1 上喷流的相似性 109

7.2.2 上喷流边界的扩展与轴线速度的衰减特性 111

8.1 羽流 113

8.1.1 积分方法 113

第八章 变密度射流 113

8.1.2 量纲分析法 119

8.2 圆形浮射流 120

8.2.1 静止均质环境中圆形浮射流 121

8.2.2 线性分层环境中圆形浮射流 127

8.3 二维浮射流 130

8.3.1 静止均质环境中二维浮射流 130

8.3.2 线性分层环境中二维浮射流 133

8.4 浮射流的量纲分析法 136

第九章 射流传热、传质及掺气 141

9.1 紊动扩散方程 141

9.1.1 分子扩散 141

9.1.2 紊动扩散 143

9.2 紊动施密特数、普朗特数 144

9.2.1 紊动施密特数 144

9.2.2 紊动普朗特数 145

9.3 浓度、温度扩散特性 146

9.3.1 自由射流若干扩散特性 146

9.3.2 冲击射流横断面浓度分布 147

9.3.3 冲击射流轴线浓度衰减规律 150

9.4 射流掺气过程 151

9.4.1 射流直径对掺气最小速度的影响 151

9.4.2 液体黏性对掺气最小速度的影响 152

9.4.3 掺气最小速度相关分析 153

9.4.4 射流速度对气泡大小及频率的影响 155

9.4.5 紊动强度对掺气最小速度的影响 155

9.4.6 射流掺气机理 156

9.4.7 冲击点掺气特性 159

9.5 射流掺气量计算式 162

9.5.1 概述 162

9.5.2 欧文公式 165

9.5.3 范迪桑德-史密斯公式 167

9.6 气泡离散输运特性 169

9.6.1 气泡大小 169

9.6.2 气泡穿透深度 170

9.6.3 传质率 170

10.1.1 准确的雷诺应力方程、k方程和ε方程 172

第十章 射流数值模拟 172

10.1 紊流模型 172

10.1.2 单方程模型 173

10.1.3 标准k-ε模型 174

10.1.4 代数应力模型 175

10.2 涡量-流函数法 178

10.2.1 沃尔夫斯坦方法 178

10.2.2 艾格沃尔-鲍厄方法 179

10.3 原始变量法 190

10.3.1 有限体积法基本思想 192

10.3.2 通用微分方程的二维离散化方程 193

10.3.3 QUICK格式 195

10.3.4 三维问题的离散化方程 197

10.3.5 SIMPLE系列算法 198

10.3.6 射流场模拟结果 202

参考文献 214

射流力学常用术语中英对照 223