本书系统介绍内燃机计算燃烧学这一新兴学科的结构体系及其基本理论、模型和方法。全书共8章，除基础知识外，分别论述内燃机燃烧过程的几个基本子模型，即缸内湍流流动模型、燃油喷雾模型、燃烧模型、缸内传热模型、化学反应动力学模型以及排放模型；最后两章专门介绍相关的数值计算方法和当今常用内燃机CFD软件的计算模型及应用策略。本书第三版在第二版基础上进行了较大幅度的增补和修订，充分反映当前国内外内燃机燃烧模拟的成就和进展，包括著者团队的研究成果，有助于读者迅速进入该学科的前沿。
样章试读
目录
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第三版前言
第二版前言（摘录）
第1章 导论 1
1.1 概述 1
1.2 内燃机燃烧模型的发展和分类 2
1.3 化学流体力学基本控制方程组 3
本章参考文献 5
第2章 内燃机缸内湍流流动模型 7
2.1 湍流基础知识 7
2.1.1 湍流的基本特征 7
2.1.2 湍流统计理论的若干基本概念 9
2.2 内燃机缸内湍流流动的特点 18
2.2.1 缸内气体流动的演变过程 18
2.2.2 内燃机中湍流的定义和描述 19
2.2.3 缸内湍流的主要特点 21
2.3 内燃机缸内湍流流动的数学模型 25
2.3.1 雷诺方程和湍流黏性系数 25
2.3.2 湍流黏性系数模型 27
2.3.3 单方程模型——湍能的k方程模型 29
2.3.4 双方程模型——k-ε模型 33
2.3.5 k-ε模型的发展 38
2.3.6 重整化群（RNG）方法在湍流模拟中的应用 40
2.3.7 雷诺应力模型（RSM） 46
2.3.8 代数应力模型（ASM） 54
2.3.9 非线性涡黏度模型（NLEVM） 55
2.3.10 湍流的大涡模拟（LES） 62
2.3.11 湍流的直接数值模拟 73
2.4 湍流的快速畸变理论 74
2.5 本征正交分解（POD）方法在湍流分析中的应用 80
2.5.1 POD数学方法 81
2.5.2 POD流场四分解 82
本章参考文献 84
第3章 燃油喷雾模型 89
3.1 喷雾场的结构 89
3.1.1 喷雾场的分区 90
3.1.2 喷雾的近场特性 91
3.2 气相射流模型 92
3.3 油气两相模型 94
3.3.1 连续液滴模型（CDM） 94
3.3.2 离散液滴模型（DDM） 95
3.4 两相喷雾的动力学和热力学过程 100
3.4.1 油滴的阻力与变形 100
3.4.2 油滴的传热与蒸发 102
3.4.3 液滴的湍流扩散 106
3.4.4 液滴的碰撞和聚合 108
3.5 油束分裂及雾化模型 110
3.5.1 液体射流分裂雾化的四种形态 110
3.5.2 雾化机理研究概况 112
3.5.3 液体射流分裂与雾化的线性稳定性分析 116
3.6 液体射流分裂雾化的模型 129
3.6.1 Kelvin-Helmholtz（K-H）模型 130
3.6.2 Rayleigh-Taylor（R-T）模型 133
3.6.3 TAB模型 135
3.6.4 ETAB模型 137
3.6.5 ELSA模型 141
3.6.6 油束分裂及雾化的直接数值模拟 144
3.7 考虑喷孔影响的模型 147
3.7.1 喷孔内的空化现象 147
3.7.2 空化模型 148
3.7.3 组合模型 154
3.8 喷雾与固壁相互作用及其模拟 158
3.8.1 液滴碰壁的各种形态 159
3.8.2 碰壁液滴的计算模型 161
3.9 跨临界/超临界喷雾概述 171
本章参考文献 176
第4章 内燃机燃烧与排放模型 180
4.1 概述 180
4.2 汽油机燃烧的零维和准维模型 181
4.2.1 零维单区模型 181
4.2.2 准维多区模型 183
4.2.3 计算燃烧率的现象模型 185
4.2.4 湍流火焰传播速度模型 188
4.3 柴油机燃烧的零维和准维模型 191
4.3.1 零维模型 191
4.3.2 准维模型 197
4.4 湍流燃烧模型 208
4.4.1 湍流燃烧的平均反应率及相关矩封闭法 209
4.4.2 基于湍流混合速率的方法 211
4.4.3 特征时间模型 216
4.4.4 概率密度函数方法 220
4.4.5 湍流燃烧的层流小火焰模型 228
4.4.6 湍流燃烧的条件矩封闭模型 237
4.4.7 基于湍流火焰几何描述的模型 240
4.4.8 ECFM-3Z模型 246
4.4.9 湍流火焰传播的分形模型 253
本章参考文献 262
第5章 内燃机缸内传热模型 267
5.1 引言 267
5.2 经验和半经验传热模型 268
5.2.1 计算对流传热系数的经验模型 269
5.2.2 计算对流传热系数的半经验模型 269
5.2.3 辐射传热的经验模型 272
5.3 壁面对流换热的多区模型 275
5.4 壁面对流换热的多维模型 279
5.4.1 热边界层法 279
5.4.2 计算壁面对流换热的共轭传热法 283
5.5 辐射传热的多区模型 286
5.5.1 辐射传递方程的特点 286
5.5.2 区域法在缸内辐射传热中的应用 288
5.6 辐射传热的多维模型 296
5.6.1 概述 296
5.6.2 球谐波近似法 297
5.6.3 离散传递法 299
5.6.4 离散坐标法 300
本章参考文献 303
第6章 化学反应动力学机理与排放模型 306
6.1 引言 306
6.2 化学反应动力学模型概述 307
6.2.1 正庚烷的氧化机理 308
6.2.2 异辛烷的氧化机理 310
6.2.3 化学动力学模型的分类 311
6.3 简化化学动力学模型的构建方法 312
6.3.1 反应机理的自动生成法 312
6.3.2 敏感度分析 314
6.3.3 准稳态近似法 316
6.3.4 固有低维流形法 319
6.3.5 反应率控制的约束平衡法 321
6.3.6 直接关系图法 324
6.3.7 集总模型 329
6.4 几种常用的骨架机理模型 330
6.4.1 前期和中期的模型 330
6.4.2 近期的模型 332
6.5 构建骨架机理的解耦法 339
6.5.1 解耦法的原理 339
6.5.2 用解耦法构建骨架模型的实施过程 342
6.5.3 解耦法的改进 345
6.5.4 解耦法的应用 347
6.6 多维反应动力学计算的列表存取法 354
6.6.1 列表存取法的基本原理 354
6.6.2 非结构化自适应列表法（ISAT） 356
6.6.3 ISAT的改进——PaISAT 359
6.6.4 列表存取法的新发展 361
6.7 内燃机氮氧化物排放的模拟 362
6.7.1 扩充的Zeldovich机理 363
6.7.2 Hewson-Bollig机理（HB模型） 365
6.8 碳烟排放模型 368
6.8.1 概述 368
6.8.2 经验模型 369
6.8.3 半经验模型 372
6.8.4 详细模型 380
6.8.5 一个基于PAHs骨架机理的多组分燃料的碳烟模型 392
本章参考文献 401
第7章 数值计算方法 410
7.1 概述 410
7.2 任意拉格朗日-欧拉法（ALE） 412
7.2.1 离散化方法 413
7.2.2 ALE方法的基本计算步骤 414
7.2.3 稳定性条件 420
7.3 初始条件和边界条件 421
7.3.1 初始条件 421
7.3.2 气阀边界条件 421
7.3.3 处理湍流固壁边界的壁函数法 424
本章参考文献 431
第8章 常用内燃机CFD软件计算模型及使用指南 432
8.1 湍流流动模型 432
8.2 燃油喷雾模型 437
8.2.1 喷嘴内流和喷雾雾化模型 437
8.2.2 液滴碰撞与聚合模型 442
8.2.3 液滴碰壁模型 444
8.2.4 壁面液膜模型 448
8.2.5 燃油蒸发模型 451
8.2.6 液滴阻力模型 455
8.2.7 液滴湍流扩散模型 457
8.3 燃烧与排放模型 457
8.3.1 着火延迟模型 457
8.3.2 非预混合燃烧模型 458
8.3.3 点火和初始火焰核发展模型 460
8.3.4 层流和湍流火焰速度模型 462
8.3.5 火焰传播模型 463
8.3.6 部分预混燃烧模型及其他通用燃烧模型 466
8.3.7 氮氧化物和碳烟排放模型 468
8.4 模型选择和使用的几点建议 470
本章参考文献 470
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