固體火箭超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器與燃燒室中的氣固兩相流動(dòng)是較為復(fù)雜的超聲速兩相流動(dòng)過(guò)程,涉及到顆粒與氣體之間的相互作用與對(duì)流換熱以及顆粒相與壁面的碰撞過(guò)程等。本課題擬通過(guò)合適的數(shù)值模型,分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器與燃燒室內(nèi)的超聲速氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行三維數(shù)值計(jì)算分析,總結(jié)基本流動(dòng)規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并初步探索燃燒室內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)燃燒過(guò)程。首先基于試驗(yàn),根據(jù)SST k-ω湍流模型與DPM離散相隨機(jī)游走模型建立氣固兩相超聲速流動(dòng)與噴射基本模型。采用渦耗散/有限速率模型以及顆粒相多表面反應(yīng)模型來(lái)分別描述氣相與顆粒的燃燒過(guò)程。接著對(duì)噴注器內(nèi)氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行了分析,并探求了顆粒相質(zhì)量分?jǐn)?shù)、顆粒粒徑以及出口背壓對(duì)氣固兩相流動(dòng)摻混的影響。研究表明,采用噴管構(gòu)型的噴注器內(nèi),氣固兩相流動(dòng)與純氣相流動(dòng)有較大差別。顆粒相的作用,包括直徑,質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化等會(huì)對(duì)噴注器出口氣固兩相燃?xì)獾馁|(zhì)量流量分布產(chǎn)生較大影響。這對(duì)后續(xù)燃?xì)夥至鲿?huì)產(chǎn)生較大的影響,如果設(shè)計(jì)不合理很容易出現(xiàn)燃料流量分配不均勻的情況,從而影響噴注摻混的效率。此外,噴注器內(nèi)氣固兩相流動(dòng)對(duì)出口背壓較敏感,在工作狀況下,背壓很容易過(guò)大,使得噴注器出現(xiàn)不能正常... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采用固體燃料的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 氣固兩相流動(dòng)與燃燒研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 三維氣固兩相超聲速湍流燃燒數(shù)值模型建立
    2.1 引言
    2.2 氣相數(shù)值模型建立
        2.2.1 氣相湍流模型
        2.2.2 氣相湍流燃燒模型與化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
    2.3 顆粒相數(shù)值模型建立
        2.3.1 顆粒相湍流運(yùn)動(dòng)模型
        2.3.2 顆粒相燃燒機(jī)理與模型
    2.4 組分簡(jiǎn)化與物性處理
    2.5 模型驗(yàn)證
        2.5.1 氣相超聲速流動(dòng)驗(yàn)證
        2.5.2 氣固兩相超聲速冷態(tài)噴射摻混驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 固體火箭超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴注器內(nèi)氣固兩相噴射摻混規(guī)律研究
    3.1 引言
    3.2 噴注器內(nèi)氣固兩相基本流動(dòng)摻混規(guī)律
        3.2.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性與模型驗(yàn)證
        3.2.2 二維與三維數(shù)值模型對(duì)比驗(yàn)證
        3.2.3 氣固兩相基本流動(dòng)換熱分析
    3.3 噴注器內(nèi)氣固兩相基本流動(dòng)規(guī)律影響因素分析
        3.3.1 顆粒相直徑
        3.3.2 顆粒相質(zhì)量分?jǐn)?shù)
        3.3.3 噴注器出口背壓
    3.4 本章小結(jié)
第4章 固體火箭超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)超聲速燃燒室內(nèi)氣固兩相噴射摻混規(guī)律研究
    4.1 引言
    4.2 超聲速燃燒室內(nèi)氣固兩相基本噴射摻混規(guī)律分析
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 基本流動(dòng)摻混規(guī)律分析
    4.3 超聲速燃燒室內(nèi)氣固兩相噴射摻混影響因素分析
        4.3.1 顆粒相質(zhì)量分?jǐn)?shù)
        4.3.2 顆粒相直徑
        4.3.3 噴注器位置
        4.3.4 噴注器噴注角度
    4.4 本章小結(jié)
第5章 固體火箭超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與氣固兩相摻混燃燒特性研究
    5.1 引言
    5.2 基于發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化結(jié)果的流動(dòng)摻混分析
        5.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型優(yōu)化
        5.2.2 氣固兩相流動(dòng)摻混分析
    5.3 全尺度發(fā)動(dòng)機(jī)氣固兩相湍流燃燒計(jì)算分析
        5.3.1 二維流動(dòng)摻混燃燒分析
        5.3.2 三維流動(dòng)摻混燃燒分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3192006