超音速燃燒沖壓發(fā)動機燃燒室數(shù)值模擬
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【摘要】: 本文采用隱式格式強耦合求解有限體積法離散的考慮化學反應的廣義一維Euler方程,數(shù)值模擬氫或碳氫燃料超燃沖壓發(fā)動機燃燒室的化學反應流場。 計算中通量項采用AUSM+通量分裂格式,氫反應流場采用氫/空氣的七組元八方程模型和七組元七方程模型,碳氫反應流場采用甲烷的九組元五方程模型、乙烯的十組元十方程模型和煤油的十組元十三方程模型,得出了超燃發(fā)動機燃燒室流場的速度、馬赫數(shù)、壓力、靜溫、總溫和組元質(zhì)量分數(shù)分布及燃燒效率等性能參數(shù),,其中氫和甲烷的計算壓力分布與實驗結(jié)果進行了比較。
【關(guān)鍵詞】:廣義一維Eulcr方程 超燃沖壓發(fā)動機燃燒室 化學反應 化學動力學模型
【學位授予單位】:西北工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2001
【分類號】:V231.2
【目錄】:
- 符號表6-9
- 摘要9-11
- 第一章 前言11-16
- 1.1 超燃沖壓發(fā)動機的研究背景及意義11-13
- 1.2 超燃沖壓發(fā)動機的數(shù)值研究手段及開展一維模擬的必要性13-15
- 1.3 本文的主要工作15-16
- 第二章 理論模型16-24
- 2.1 流動控制方程16-18
- 2.1.1 求解化學非平衡問題的耦合和非耦合方法16
- 2.1.2 有量綱守恒型方程16-18
- 2.1.3 無量綱守恒型方程18
- 2.2 化學動力學模型18-22
- 2.2.1 化學反應方程式18-19
- 2.2.2 正逆反應速率常數(shù)的求解19-20
- 2.2.3 化學反應源項的計算20-21
- 2.2.4 當量比和燃燒效率的計算21-22
- 2.2.5 第三體效率系數(shù)22
- 2.3 物理量的求解22-24
- 第三章 數(shù)值算法及其驗證24-34
- 3.1 方程的離散和數(shù)值通量格式24-27
- 3.1.1 方程的離散24
- 3.1.2 數(shù)值通量格式AUSM+24-26
- 3.1.3 MUSCL插值和限制器26-27
- 3.2 方程剛性問題的處理27-29
- 3.2.1 隱式格式27-29
- 3.2.2 D=((?)S)/((?)Q)的求解29
- 3.3 網(wǎng)格的生成和邊界條件的處理29-30
- 3.3.1 網(wǎng)格的生成29
- 3.3.2 邊界條件的處理29-30
- 3.4 計算程序的驗證30-32
- 附圖 驗證程序的計算結(jié)果32-34
- 第四章 雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動機燃燒室內(nèi)流場的一維數(shù)值模擬34-43
- 4.1 雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動機34
- 4.2 一維數(shù)值模擬及與實驗結(jié)果的比較34-38
- 附圖 計算結(jié)果38-43
- 第五章 碳氫燃料超燃發(fā)動機燃燒室內(nèi)流場的一維數(shù)值模擬43-58
- 5.1 逆反應速率常數(shù)的求解和化學動力學模型43-45
- 5.2 計算結(jié)果與分析45-48
- 附圖 計算結(jié)果48-58
- 第六章 工作回顧與展望58-59
- 致謝59-60
- 參考文獻60-65
- 附圖 燃燒室外形65-66
- 附錄A 控制方程的系數(shù)矩陣及其分裂形式和非平衡偏導數(shù)66-69
- 附錄B 論文中使用的化學動力學模型的有關(guān)數(shù)據(jù)69-71
- 附錄C 定壓比熱、焓和熵表達式中的系數(shù)71-72
【引證文獻】
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本文編號:396886
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