本文關(guān)鍵詞：中心鈍體凹腔超燃燃燒組織技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 超聲速燃燒 中心鈍體凹腔 燃燒組織 穩(wěn)焰 交錯(cuò)式噴注

【摘要】：高超聲速吸氣式推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展將推進(jìn)未來高速空天飛行的實(shí)現(xiàn),超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)以其在高超聲速下的優(yōu)異性能受到各國(guó)的廣泛關(guān)注,而超燃燃燒組織技術(shù)則是一項(xiàng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究過程中亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)。本文提出一種帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的超燃燃燒室設(shè)計(jì)方案,利用在流道中心設(shè)置的前后鈍體形成凹腔,構(gòu)成中心點(diǎn)火和穩(wěn)焰的超燃組織方式,使高溫燃燒區(qū)位于流道中心,燃燒放熱量完全加給主流以提高能量利用率,同時(shí)降低燃燒室壁面熱負(fù)荷。通過數(shù)值模擬方法研究了帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的燃燒室在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴油方案下的流動(dòng)和燃燒性能,獲得了優(yōu)化的帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的燃燒室設(shè)計(jì)方案。主要成果如下:1.開展了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括等直隔離段、中心鈍體凹腔穩(wěn)焰段(包括凹腔、鈍體以及鈍體凹腔兩側(cè)補(bǔ)償段)以及燃燒室型面這三個(gè)部分,獲得一個(gè)帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的超燃燃燒室初步設(shè)計(jì)方案。2.以二元超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)二維計(jì)算模型為基礎(chǔ),研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)燃燒室性能的影響。通過對(duì)不同凹腔長(zhǎng)寬比與不同鈍體高度下燃燒室性能研究發(fā)現(xiàn),凹腔太小難以點(diǎn)燃外部主流,凹腔太大會(huì)帶來較大的流場(chǎng)損失。通過對(duì)不同鈍體結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),錐角過小不利于火焰?zhèn)鞑?錐角過大會(huì)影響燃燒室流量,并易導(dǎo)致熱壅塞。通過對(duì)補(bǔ)償段的研究發(fā)現(xiàn),若面積擴(kuò)張比例小,燃燒放熱后燃燒室易進(jìn)入亞燃模態(tài),若擴(kuò)張比例大,則難以點(diǎn)燃主流、實(shí)現(xiàn)超燃穩(wěn)定燃燒。通過對(duì)不同擴(kuò)張角與擴(kuò)張方向下的燃燒性能分析,發(fā)現(xiàn)燃燒室擴(kuò)張段擴(kuò)張方向與擴(kuò)張角在一定范圍內(nèi)對(duì)超燃燃燒性能的影響不大。3.以二元超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)三維計(jì)算模型為對(duì)象,研究不同的噴油方案對(duì)燃燒組織的影響。研究發(fā)現(xiàn)交錯(cuò)式布置的噴嘴煤油分布更均勻,燃燒后效率更高,有利于提高超燃燃燒室性能;當(dāng)量比的增加提高了燃燒室性能,但過大的當(dāng)量比易導(dǎo)致熱壅塞。
【關(guān)鍵詞】：超聲速燃燒 中心鈍體凹腔 燃燒組織 穩(wěn)焰 交錯(cuò)式噴注
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V231.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-15
• 注釋表15-16
• 縮略詞16-17
• 第一章 緒論17-27
• 1.1 研究背景及意義17-19
• 1.2 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究概況19-20
• 1.2.1 國(guó)外試驗(yàn)研究概況19-20
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)試驗(yàn)研究概況20
• 1.3 超燃燃燒技術(shù)研究現(xiàn)狀20-25
• 1.3.1 超聲速燃燒室燃料噴射及摻混技術(shù)21-23
• 1.3.2 超聲速燃燒室點(diǎn)火技術(shù)23-24
• 1.3.3 超聲速燃燒室火焰穩(wěn)定技術(shù)24-25
• 1.4 本文主要內(nèi)容和章節(jié)安排25-27
• 第二章 數(shù)學(xué)模型及驗(yàn)證27-33
• 2.1 燃燒流動(dòng)控制方程27-28
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程27
• 2.1.2 動(dòng)量守恒方程27
• 2.1.3 能量守恒方程27-28
• 2.1.4 組分守恒方程28
• 2.2 數(shù)值模擬中采用的計(jì)算模型28
• 2.3 數(shù)值模擬方法的驗(yàn)證28-32
• 2.3.1 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分29-30
• 2.3.2 邊界條件30
• 2.3.3 算例驗(yàn)證結(jié)果30-32
• 2.4 本章小節(jié)32-33
• 第三章 帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的二元超燃燃燒室方案設(shè)計(jì)33-39
• 3.0 帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)燃燒室的二元超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)模型33-34
• 3.1 超燃燃燒室隔離段長(zhǎng)度的確定34-35
• 3.2 帶中心鈍體凹腔的點(diǎn)火和穩(wěn)焰段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-36
• 3.3 穩(wěn)焰補(bǔ)償段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36
• 3.4 燃燒室外型面設(shè)計(jì)36-37
• 3.5 帶中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)的超燃燃燒室初步方案設(shè)計(jì)結(jié)果37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 二元超燃燃燒室性能的二維數(shù)值模擬39-67
• 4.1 數(shù)值模擬方法及計(jì)算條件39-43
• 4.1.1 模型結(jié)構(gòu)與噴油設(shè)置39-40
• 4.1.2 數(shù)值計(jì)算方法40
• 4.1.3 邊界條件40-41
• 4.1.4 網(wǎng)格與網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證41-43
• 4.2 中心鈍體凹腔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)燃燒室性能的影響研究43-53
• 4.2.1 凹腔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)燃燒室性能的影響44-50
• 4.2.2 鈍體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)燃燒室性能的影響50-53
• 4.3 穩(wěn)焰補(bǔ)償段結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)燃燒室性能的影響研究53-60
• 4.3.1 有無補(bǔ)償段的比較53-55
• 4.3.2 補(bǔ)償段不同面積擴(kuò)張比例對(duì)燃燒組織性能的影響55-59
• 4.3.3 補(bǔ)償段圓滑過度對(duì)燃燒組織性能的影響分析59-60
• 4.4 燃燒室外型面結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響研究60-65
• 4.4.1 外型面結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響分析60-61
• 4.4.2 燃燒室擴(kuò)張角對(duì)燃燒室性能影響比較61-63
• 4.4.3 單邊擴(kuò)張與雙邊擴(kuò)張結(jié)構(gòu)下的燃燒室性能比較63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 第五章 二元超燃燃燒室性能的三維數(shù)值模擬67-82
• 5.1 計(jì)算模型及邊界條件67-69
• 5.1.1 模型結(jié)構(gòu)與燃油不同噴注位置噴注方案67-69
• 5.1.2 模型網(wǎng)格69
• 5.2 三維燃燒室的流動(dòng)特性分析69-70
• 5.3 三維模型不同噴注位置計(jì)算結(jié)果分析70-76
• 5.3.1 不同噴注位置方案濃度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析70-73
• 5.3.2 不同噴注位置方案熱態(tài)計(jì)算結(jié)果分析73-76
• 5.4 三維模型不同當(dāng)量比對(duì)燃燒室性能影響76-80
• 5.4.1 不同當(dāng)量比方案濃度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析77-78
• 5.4.2 不同當(dāng)量比方案熱態(tài)計(jì)算結(jié)果分析78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 在學(xué)期間的研究成果與發(fā)表的論文89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：836452