發(fā)布時間：2022-10-03 16:17

　　超燃沖壓發(fā)動機作為實現(xiàn)高超音速飛行的首要關鍵技術,其燃燒系統(tǒng)中液體煤油垂直噴入超音速橫流的破碎與霧化混合過程,對發(fā)動機高效點火與穩(wěn)定燃燒有著重大影響。而拍攝方法的瓶頸會造成數(shù)據(jù)圖像出現(xiàn)拖影現(xiàn)象,阻礙了對超音速橫流條件下煤油射流破碎霧化機理的深入研究。因此,本文在解決超音速橫流中射流霧化圖像拖影問題的基礎上,將試驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合,著重分析超音速橫流中煤油垂直射流的破碎特性、流場分布特性、氣體分布特性和粒子分布特性,進一步豐富超音速橫流中射流破碎霧化理論。首先搭建超音速橫流中射流霧化可視化平臺,利用激光陰影法與CCD（Charge Couple Device）相機相結(jié)合對超音速橫流中射流破碎特性實現(xiàn)無拖影高分辨率拍攝,在驗證射流柱破碎過程中表面波存在的同時,成功捕捉到拉絲、霧塊等流動特征,分析了射流區(qū)域的破碎特性。試驗結(jié)果表明:超音速橫流中射流霧化區(qū)域按照結(jié)構特征分為表面波主導的破碎區(qū)域、快速霧化區(qū)域以及均勻霧化區(qū)域。隨著噴孔直徑或液氣動壓比的增加,射流的空流區(qū)域和射流夾角都會增加,并且在相同位置處射流的穿透深度也會提高;但是相對于提高動壓比,增加噴孔直徑對提高射流穿透能力的影響力更... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗研究
        1.2.2 模擬研究
    1.3 主要研究內(nèi)容
第二章 超音速橫流中射流破碎試驗和數(shù)據(jù)分析方法
    2.1 試驗裝置
        2.1.1 脈沖風洞
        2.1.2 激光陰影裝置
        2.1.3 高速紋影裝置
        2.1.4 同步控制系統(tǒng)
    2.2 數(shù)據(jù)處理
    2.3 本章總結(jié)
第三章 超音速橫流中射流破碎和流場結(jié)構特性分析研究
    3.1 超音速橫流中射流破碎特性分析
        3.1.1 液氣動壓比對射流破碎特性的影響
        3.1.2 噴孔直徑對射流破碎特性的影響
    3.2 超音速橫流中流場結(jié)構特性分析
        3.2.1 液氣動壓比對流場結(jié)構特性的影響
        3.2.2 噴孔直徑對流場結(jié)構特性的影響
    3.3 本章總結(jié)
第四章 超音速橫流中射流霧化模型建立與驗證
    4.1 幾何模型及邊界條件
        4.1.1 幾何模型
        4.1.2 邊界條件
    4.2 射流霧化模型
        4.2.1 離散相模型
        4.2.2 湍流模型
        4.2.3 氣液相控制方程
        4.2.4 破碎模型
    4.3 模型調(diào)試及網(wǎng)格獨立性檢驗
        4.3.1 模型調(diào)試
        4.3.2 網(wǎng)格獨立性檢驗
    4.4 模型驗證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 超音速橫流中氣體分布和射流霧化特性分析研究
    5.1 超音速橫流中氣體分布與射流霧化特性分析
        5.1.1 超音速橫流中氣體分布特性分析
        5.1.2 超音速橫流中射流噴霧化特性分析
    5.2 噴孔直徑對氣體分布和射流霧化特性的影響
        5.2.1 噴孔直徑對氣體分布特性的影響
        5.2.2 噴孔直徑對射流霧化特性的影響
    5.3 液氣動壓比對氣體分布和射流霧化特性的影響
        5.3.1 液氣動壓比對氣體分布特性的影響
        5.3.2 液氣動壓比對射流霧化特性的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間學術成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]KH-RT模型在橫向來流作用下射流霧化過程的應用[J]. 劉日超,樂嘉陵,楊順華,鄭忠華,宋文艷,黃淵.  推進技術. 2017(07)
[2]超聲速氣流中液體橫向射流霧化破碎模型改進[J]. 楊東超,朱衛(wèi)兵,孫永超,陳宏.  推進技術. 2017(02)
[3]超聲速橫向氣流中射流破碎過程的數(shù)值研究[J]. 李寶文,聶萬勝,豐松江,田希暉,汪洪波.  導彈與航天運載技術. 2016(06)
[4]超聲速氣流中液體橫向射流的破碎特性[J]. 李鋒,呂付國,羅衛(wèi)東,趙凱,王昌勝,熊溢威.  北京航空航天大學學報. 2015(12)
[5]超聲速氣流中液體橫向射流組合噴注特性實驗[J]. 仝毅恒,李清廉,吳里銀,李春.  國防科技大學學報. 2014(02)
[6]脈沖全息技術在發(fā)動機射流霧化場測量中的應用[J]. 曹娜,徐青,曹亮,雷嵐,韓長材,馬繼明,杜繼業(yè).  現(xiàn)代應用物理. 2013(04)
[7]橫向射流對凹腔湍流特性影響的數(shù)值模擬[J]. 孫�？�,曾卓雄,徐義華,胡春波.  推進技術. 2014(01)
[8]超聲速冷態(tài)流場液體射流霧化實驗研究[J]. 陳亮,樂嘉陵,宋文艷,楊順華,曹娜.  實驗流體力學. 2011(02)
[9]超聲速氣流中凹槽結(jié)構煤油噴射和摻混研究[J]. 劉林峰,徐勝利,鄭日恒,覃正,項林.  推進技術. 2010(06)
[10]超聲速氣流中橫向射流霧化實驗和數(shù)值模擬[J]. 劉靜,王遼,張佳,韋寶禧,徐旭.  航空動力學報. 2008(04)

博士論文
[1]超聲速橫向射流混合與燃燒的大渦模擬研究[D]. 趙馬杰.中國科學技術大學 2018
[2]可壓縮橫向射流和旋擰射流的大渦模擬研究[D]. 王國蕾.中國科學技術大學 2012

碩士論文
[1]超聲速氣流中液體橫向射流一次霧化的實驗與大渦模擬研究[D]. 劉楠.國防科學技術大學 2015
[2]超聲速氣流中液體橫向射流結(jié)構特性試驗研究[D]. 李春.國防科學技術大學 2013



本文編號：3684394