航空發(fā)動(dòng)機(jī)是科技競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域,航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的最大難點(diǎn)之一就是燃燒室的設(shè)計(jì)。燃燒室燃燒時(shí)所需的氧氣來(lái)源于飛行器周遭的空氣,來(lái)流空氣不均勻會(huì)導(dǎo)致燃燒室內(nèi)燃燒情況十分復(fù)雜,實(shí)際燃燒呈現(xiàn)非定常和非穩(wěn)態(tài)特性,火焰的溫度和速度存在復(fù)雜的強(qiáng)耦合關(guān)系。掌握燃燒場(chǎng)結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。研究燃燒問(wèn)題的兩種手段分別是數(shù)值模擬和試驗(yàn)。盡管數(shù)值模擬技術(shù)已發(fā)展到了相當(dāng)高的水平,可以給出空間和時(shí)間上的細(xì)節(jié)信息,但是數(shù)值模擬中模型不完整。除此之外,試驗(yàn)還在發(fā)現(xiàn)湍流/化學(xué)反應(yīng)相互作用等多物理場(chǎng)耦合的新現(xiàn)象和建模研究上起到了引領(lǐng)作用。因此,飛行器燃燒室的研究發(fā)展還主要依靠試驗(yàn)。本試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)燃燒場(chǎng)的速度測(cè)量,綜合分析后得到湍流火焰混合層演化過(guò)程、火焰結(jié)構(gòu)形態(tài)和傳播過(guò)程。為了對(duì)火焰機(jī)理進(jìn)行更深入的研究,搭建射流火焰實(shí)驗(yàn)臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)超聲速火焰燃燒與低速火焰燃燒,并以此試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行火焰相關(guān)研究。采用粒子圖像測(cè)速技術(shù)測(cè)量火焰速度場(chǎng)分布,并以此分析火焰流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。針對(duì)獲取的火焰速度分布,得出以下結(jié)論:跨幀時(shí)間過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響圖像結(jié)果;大激光能量能夠更清晰的提供流場(chǎng)中粒子的位置信息;濾... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Carba設(shè)計(jì)的舉升火焰[3]

圖 1- 1Carba 設(shè)計(jì)的舉升火焰[3]Fig.1- 1The lifted flame designed by CarbraDally 等人設(shè)計(jì)的高溫伴流射流燃燒器（JHC），用于模擬簡(jiǎn)氣循環(huán)。其中反應(yīng)標(biāo)量的時(shí)間和空間分辨率測(cè)量是在固定中不同氧含量的氫氣/甲烷燃料混合物的三種不同湍流非用拉曼瑞利（Raman-Rayleigh）激光誘導(dǎo)磷光技術(shù)進(jìn)行單點(diǎn)的氧氣濃度的變化會(huì)對(duì)火焰的結(jié)構(gòu)和外觀都有著明顯變化的導(dǎo)致火焰不明亮，反映區(qū)的溫度升高可以低至 100K，并幅降低[4]。結(jié)果如圖 1- 2 所示：

圖 1- 3 紅外觀察到的附加火焰[5]Fig.1- 3Attached flames observed by infrared流火焰臺(tái)的搭建和各種可視化技術(shù)都顯著的增強(qiáng)了研究者解，這些可視化技術(shù)包括反應(yīng)性 Mie 散射和丙酮熒光流動(dòng)散射的濃度測(cè)量等。這些研究手段可以識(shí)別伴流擴(kuò)散火焰中射燃燒器中頂部的再循環(huán)區(qū)域，層狀舉升火焰基部的火焰結(jié)機(jī)制等。這些都證明了射流火焰臺(tái)和激光診斷可視化技術(shù)在上述火焰臺(tái)在火焰結(jié)構(gòu)的研究方向上存在一定缺陷。僅限再者燃燒方式和整體設(shè)計(jì)并不符合湍流射流火焰的研究，需和測(cè)量方式的研究。流場(chǎng)的試驗(yàn)測(cè)量方法綜述年來(lái)，對(duì)于火焰現(xiàn)象的深刻理解由兩種方式研究，一種是如 CFD 或者其他模型化學(xué)機(jī)理對(duì)湍流火焰的分析；另一種

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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