本文關鍵詞：航空發(fā)動機防火試驗的熱流分布仿真研究

  更多相關文章： 適航 航空發(fā)動機 防火試驗 機理簡化 燃燒動力學模型 熱流密度

【摘要】：航空發(fā)動機防火試驗是航空發(fā)動機適航審定的一項基礎試驗。由于我國對航空發(fā)動機防火試驗缺乏實際數據和經驗,本文開展了航空發(fā)動機防火試驗相關仿真研究,以期獲得航空發(fā)動機防火試驗的熱流分布特征,為開展實際的防火適航審定提供支持。本文使用數值仿真的方法計算了航空發(fā)動機防火試驗的熱流密度分布,仿真過程耦合了燃料燃燒的反應動力學模型,求解燃燒組分的濃度分布,從而得到防火試驗燃燒場的熱流分布。本文主要的研究內容為:(1)本文提出了一種燃燒機理簡化方法(COMREFT方法)。COMREFT方法結合了計算奇異攝動法利用數學方法分析組分時間尺度的特點和直接關系圖法考慮組分間耦合關系的特點,這使得COMREFT方法不依賴簡化者的經驗且具有較高的簡化效率。該方法從燃燒反應系統微分方程中的雅可比矩陣著手,利用對角線元素判別組分的時間尺度,利用非對角線元素辨析組分間的耦合關系,從而系統的去除或保留燃燒系統的反應組分。(2)本文利用COMREFT方法對防火試驗使用的Jet A燃料的燃燒反應機理進行簡化,得到了具有84種組分、261個基元反應的多步反應機理,并結合各組分的熱力學數據、各基元反應的反應參數及航空發(fā)動機防火試驗的工況條件建立了Jet A的燃燒反應動力學模型(JA-COMREFT模型)。本文得到了一種適用于航空發(fā)動機防火試驗的燃燒反應動力學模型。(3)本文使用JA-COMREFT模型對航空發(fā)動機防火試驗的燃燒場進行仿真計算,得到了航空發(fā)動機防火試驗的熱流密度分布。通過對熱流密度分布特征的分析,明確了熱流密度極值的空間范圍,本文得到了一個熱流密度分布均勻且處于極小值的區(qū)域,該區(qū)域的熱流滿足防火相關咨詢通告的要求即可保證試驗火焰達到規(guī)定的狀態(tài)。
【關鍵詞】：適航 航空發(fā)動機 防火試驗 機理簡化 燃燒動力學模型 熱流密度
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V263.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-18
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內外研究發(fā)展現狀11-16
• 1.2.1 航空發(fā)動機防火試驗的研究現狀11-12
• 1.2.2 燃燒反應機理簡化的研究現狀12-15
• 1.2.3 火焰輻射熱流密度計算模型的研究現狀15-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 第二章 航空發(fā)動機防火試驗的機理簡化方法研究18-35
• 2.1 航空發(fā)動機防火試驗的反應動力學理論18-19
• 2.2 燃燒反應機理簡化方法分析19-21
• 2.3 COMREFT方法研究21-33
• 2.3.1 COMREFT方法的提出21-24
• 2.3.2 COMREFT方法的計算效率分析24-25
• 2.3.3 COMREFT方法的驗證25-33
• 2.4 本章小結33-35
• 第三章 航空發(fā)動機防火試驗仿真中的反應動力學模型構建35-50
• 3.1 航空煤油的反應動力學模型分析35-36
• 3.2 JA-COMREFT模型的建立36-44
• 3.3 JA-COMRFT模型的驗證44-49
• 3.3.1 JA-COMREFT模型對Jet A燃料燃燒溫度的模擬44-45
• 3.3.2 JA-COMREFT模型對Jet A燃料點火延遲時間的模擬45-47
• 3.3.3 JA-COMREFT模型對Jet A燃料層流火焰速度的模擬47-49
• 3.4 本章小結49-50
• 第四章 基于JA-COMREFT模型的防火試驗熱流分布仿真50-70
• 4.1 航空發(fā)動機防火試驗燃燒場數值模擬方法50-54
• 4.1.1 航空發(fā)動機防火試驗的燃燒器幾何建模與網格劃分50-52
• 4.1.2 航空發(fā)動機防火試驗熱流分布仿真的模型與邊界條件分析52-54
• 4.2 航空發(fā)動機防火試驗熱流分布仿真的驗證54-58
• 4.2.1 仿真計算的網格獨立性驗證55-57
• 4.2.2 仿真結果的準確性驗證57-58
• 4.3 航空發(fā)動機防火試驗熱流分布仿真結果分析58-69
• 4.4 本章小結69-70
• 第五章 結論與展望70-72
• 5.1 結論70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻72-79
• 致謝79-81
• 作者簡介81

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1 楊平;環(huán)境友好的高效航空發(fā)動機[J];全球科技經濟w，

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