| Titre : | Introduction a la dynamique des gaz reactifs |
| Auteurs : | BRUN Raymond |
| Support: | Livre |
| Editeur : | 2006 : CEPADUES-EDITIONS, France |
| ISBN/ISSN/EAN : | 978-2-85428-705-9 |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Les écoulements gazeux à haute enthalpie, associant grandes vitesses et températures élevées, sont le siège de processus physico-chimiques (excitation vibrationnelle, dissociation, ionisation, réactions diverses…) dont les temps caractéristiques sont du même ordre de grandeur que les temps caractéristiques aérodynamiques : il en résulte que ces milieux réactifs sont généralement hors d’équilibre thermodynamique et chimique.
Ce livre présente une étude générale introductive de ces milieux en abordant dans une première partie leurs aspects statistiques fondamentaux à partir de la structure discrète de ces milieux et des interactions entre particules élémentaires : les phénomènes de transport, relaxation et cinétique comme leur couplage sont ainsi analysés et illustrés par de nombreux exemples. La deuxième partie de l’ouvrage est consacrée aux aspects macroscopiques des écoulements réactifs incluant les ondes de choc, les détentes hypersoniques et les couches limites ; enfin sont évoqués les aspects expérimentaux de ces écoulements, leur simulation en tube et soufflerie à choc et leurs applications, notamment aérospatiales. Cette troisième édition comporte de nouveaux développements concernant les méthodes d’analyse des écoulements réactifs, tant théoriques qu’expérimentaux. Cet ouvrage est destiné aux étudiants et élèves ingénieurs ayant acquis des connaissances de base en thermodynamique, physique statistique et mécanique des fluides. Il doit également intéresser les ingénieurs engagés dans la recherche et l’industrie liées aux applications des écoulements réactifs, notamment dans le domaine aérospatial et, plus généralement, tous les chercheurs tentant de simuler et de calculer des écoulements réactifs complexes. |
| Sommaire : |
Introduction
Première partie - Aspects statistiques fondamentaux Chapitre I. Description statistique et évolution d’un système gazeux réactif I.1. Introduction I.2. Description statistique du milieu I.3. Évolution des systèmes gazeux I.4. Généralités sur les collisions I.5. Propriétés du terme collisionnel Annexe I.1. Éléments d’algèbre tensorielle Annexe I.2. Éléments de physique moléculaire Annexe I.3. Compléments sur les collisions Chapitre II. Régimes collisionnels d’équilibre et de non-équilibre II.1. Introduction II.2. Régimes collisionnels. Généralités II.3. Gaz purs. Régimes d’équilibre II.4. Gaz purs diatomiques. Régime de non-équilibre général II.5. Gaz purs diatomiques. Régimes de non-équilibre particuliers II.6. Mélanges de gaz. Régimes d’équilibre II.7. Mélanges de gaz diatomiques hors d’équilibre vibrationnel II.8. Mélanges de gaz réactifs Annexe II.1. Le théorème H Annexe II.2. Propriétés de la distribution maxwellienne Annexe II.3. Modèles d’énergies internes Annexe II.4. Équation générale de relaxation vibrationnelle Annexe II.5. Équations de relaxation vibrationnelle particulières Annexe II.6. Propriétés des intégrales euleriennes Chapitre III. Transport et relaxation en régime de quasi-équilibre : Généralités. Gaz purs III.1. Introduction III.2. Développement en série de la fonction de distribution III.3. Recherche des solutions Annexe III.1. Bases orthogonales Annexe III.2. Systèmes d’équations pour les coefficients a, b, d Annexe III.3. Expressions des intégrales collisionnelles Annexe III.4. Influence du modèle de collision sur les termes de transport Annexe III.5. Linéarisation de l’équation de relaxation Annexe III.6. Déséquilibre vibrationnel par niveau Chapitre IV. Transport et relaxation en régime de quasi-équilibre : Mélanges de gaz IV.1. Introduction IV.2. Mélanges de gaz à collisions élastiques IV.3. Mélanges binaires de gaz diatomiques IV.4. Mélanges de gaz réactifs Annexe IV.1. Systèmes d’équations pour les coefficients a, b, l, d Annexe IV.2. Intégrales collisionnelles et simplifications Annexe IV.3. Coefficients de transport simplifiés Annexe IV.4. Une méthode alternative : la méthode Gross-Jackson Annexe IV.5. Autre méthode alternative : la méthode des moments Chapitre V. Transport et relaxation en régime de non-équilibre V.1. Introduction V.2. Gaz hors d’équilibre vibrationnel. Cas SNE V.3. Mélanges de gaz réactifs. Cas (SNE) Annexe V.1. Gaz purs hors d’équilibre vibrationnel Annexe V.2. Équation de relaxation vibrationnelle à l’ordre un Annexe V.3. Mélanges de gaz hors d’équilibre vibrationnel Annexe V.4. Expressions des coefficients g et de la pression de relaxation Annexe V.5. Interaction vibration-dissociation-recombinaison Chapitre VI. Méthode Chapman-Enskog généralisée VI.1. Introduction VI.2. Méthode générale VI.3. Écoulement de gaz pur avec excitation vibrationnelle VI.4. Extension aux mélanges de gaz hors d’équilibre vibrationnel VI.5. Gaz réactifs VI.6. Conclusions sur les écoulements hors d’équilibre Annexe VI.1. Gaz purs avec excitation vibrationnelle Annexe VI.2. Termes de transport en milieu non dissocié Annexe VI.3. Exemple de non-équilibre particulier. Annexe VI.4. Une méthode simplifiée : la méthode B.G.K. Annexe VI.5. Conditions aux limites pour l’équation de Boltzmann Annexe VI.6. Régime moléculaire libre Annexe VI.7. Méthode de simulation directe D.S.M.C. Annexe VI.8. Régimes d’écoulements hypersoniques Deuxième partie - Aspects macroscopiques et applications Chapitre VII. Aspects généraux des écoulements gazeux VII.1. Introduction VII.2. Équations générales. Récapitulation et aspects macroscopiques VII.3. Adimensionnement et aspects physiques des équations générales VII.4. Écoulements généraux caractéristiques Annexe VII.1. Équations générales. Récapitulation Annexe VII.2. Flux de chaleur instationnaire à une interface gaz-solide Annexe VII.3. Sur les interfaces gaz-liquide Annexe VII.4. Analyse dimensionnelle Annexe VII.5. Compléments sur les bilans globaux Annexe VII.6. Éléments de magnétohydrodynamique Chapitre VIII. Éléments de dynamique des gaz VIII.1. Introduction VIII.2. Modèle du gaz idéal. Conséquences VIII.3. Écoulements isentropiques VIII.4. Ondes de choc et discontinuités dans les écoulements VIII.5. Écoulements dissipatifs Annexe VIII.1. Méthode des caractéristiques Annexe VIII.2. Généralités sur les tuyères supersoniques Annexe VIII.3. Ondes de choc. Configuration et cinématique Annexe VIII.4. Compléments sur la couche limite Annexe VIII.5. Cas typiques simples de couche limite Annexe VIII.6. La couche limite turbulente Annexe VIII.7. Décollement et traînée en magnétohydrodynamique Chapitre IX. Écoulements réactifs IX.1. Introduction IX.2. Généralités sur les réactions IX.3. Écoulements en équilibre IX.4. Écoulements hors d’équilibre IX.5. Cas typiques d’écoulements euleriens hors d’équilibre Annexe IX.1. Évolution des populations vibrationnelles à l’aval d’une onde de choc Annexe IX.2. Compléments sur la chimie de l’air à haute température Annexe IX.3. Compléments sur les constantes de vitesse de réaction Annexe IX.4. Compléments sur les écoulements en tuyère Chapitre X. Écoulements réactifs en régime dissipatif X.1. Introduction X.2. Couches limites à l'équilibre chimique X.3. Couches limites hors d’équilibre vibrationnel X.4. Écoulements bidimensionnels Annexe X.1. Catalycité en régime de non-équilibre vibrationnel Annexe X.2. Relations de Rankine-Hugoniot généralisées Annexe X.3. Compléments sur la couche limite instationnaire Annexe X.4. Compléments sur les lasers gazodynamiques Annexe X.5. Compléments sur le transport en régime de non-équilibre Annexe X.6. Méthode de résolution des équations de Navier-Stokes Chapitre XI. Moyens d’essai et méthodes expérimentales XI.1. Introduction XI.2. Le tube à choc XI.3. La soufflerie hypersonique Annexe XI.1. Expériences en vol réel Annexe XI.2. Durée d’écoulement optimum en tube à choc Annexe XI.3. Mesures de flux de chaleur en tube à choc Annexe XI.4. Interactions choc-interface Annexe XI.5. Fonctionnement d’une soufflerie hypersonique à piston libre Annexe XI.6. Effet de source en écoulement hypersonique Chapitre XII. Relaxation et cinétique en tube et soufflerie à choc XII.1. Introduction XII.2. Relaxation vibrationnelle XII.3. Cinétique chimique Annexe XII.1. Compléments sur l’émission IR Annexe XII.2. Modèles de temps de relaxation de vibration Annexe XII.3. Simulation de spectres d’émission Annexe XII.4. Rayonnement précurseur en tube à choc Annexe XII.5. Exemples de modèles cinétiques Bibliographie Table des matières Index |
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| T12/301 | Livre | Bibliothèque centrale El Allia | Disponible | |
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