本文關(guān)鍵詞：軍機(jī)燃油箱惰化流場的工程計算與數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 軍機(jī)油箱 洗滌惰化 沖洗惰化 工程計算 數(shù)值模擬

【摘要】：飛機(jī)燃油箱的防火防爆一般采用機(jī)載制氮惰化系統(tǒng)(Onboard Inert Gas Generation System, OBIGGS)產(chǎn)生富氮?dú)怏w(Nitrogen Enriched Air, NEA)控制氣相氧濃度來實(shí)現(xiàn),達(dá)到燃油箱惰化的目的。本文主要圍繞洗滌惰化和沖洗惰化兩種惰化方法進(jìn)行兩大部分研究,一是對某軍機(jī)燃油箱洗滌惰化流場進(jìn)行工程計算,二是對整個燃油箱惰化進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。首先,在查閱大量中外文獻(xiàn)材料的基礎(chǔ)上,通過將燃油洗滌惰化過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘞礈旌蜌庀鄾_洗相結(jié)合的過程,建立了單艙油箱洗滌惰化模型。運(yùn)用Delphi 7軟件編寫相關(guān)程序,編寫了工程計算軟件。將計算獲得的單艙氣相氧濃度變化數(shù)據(jù)分別與文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和已有方法的計算數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性和可行性。分析不同因素的影響規(guī)律,得出以下結(jié)論：氣相空間初始氧體積分?jǐn)?shù)越大,惰化時間越長；載油率越大,體積分?jǐn)?shù)降得越快；洗滌效率(即噴口型號)不同,洗滌時間也將不同。其次,根據(jù)某軍機(jī)各艙油箱實(shí)際的分布特點(diǎn),對某軍機(jī)多艙油箱建立洗滌惰化模型并進(jìn)行工程計算。結(jié)果顯示：軍機(jī)油箱各艙氣相氧濃度的變化情況與各艙距離進(jìn)氣口的遠(yuǎn)近、油箱的體積有關(guān)；洗滌效率影響多艙油箱的洗滌惰化。然后,使用計算流體方法(Computational Fluid Dynamics, CFD)對軍機(jī)燃油箱惰化流場建立數(shù)值計算模型,實(shí)現(xiàn)對該油箱地面惰化的仿真計算。燃油中氧氣的逸出量由工程計算得出,再編寫自定義函數(shù)(User Defined Function,UDF)將氧逸出量按各艙體積比分配至氣相空間中。對氣相進(jìn)行沖洗惰化計算,探究載油率和初始氧濃度對惰化流場的影響規(guī)律。結(jié)果表明：載油率越大,初始氧濃度越低,惰化時間越少。各艙之間氧濃度變化特性與油箱體積,各艙位置等因素相關(guān)。最后,在飛行包線下對某軍機(jī)多艙油箱惰化全程進(jìn)行模擬分析。根據(jù)燃油氧析出、燃油液面、氣相壓力的變化規(guī)律編寫相應(yīng)的UDF。比較不同階段下氧濃度的變化情況以及探究載油率對燃油箱惰化全程的影響規(guī)律。結(jié)果表明：在爬升、巡航階段各艙氧濃度均下降,且下降速率不同；俯沖階段的氧濃度回升是因?yàn)橥饨鐨鈮旱淖兓沟貌糠挚諝膺M(jìn)入油箱氣相空間。
【關(guān)鍵詞】：軍機(jī)油箱 洗滌惰化 沖洗惰化 工程計算 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V228.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 注釋表13-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-16
• 1.2 燃油箱惰化技術(shù)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 燃油箱沖洗惰化研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 燃油箱洗滌惰化研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 CFD仿真技術(shù)19-20
• 1.4 編程軟件DELPHI20-21
• 1.5 本文主要內(nèi)容21-22
• 2 燃油箱洗滌惰化工程計算研究22-29
• 2.1 參數(shù)定義22
• 2.2 洗滌惰化模型22-23
• 2.3 單艙油箱洗滌惰化計算方法23-25
• 2.3.1 燃油中氧逸出量計算23-25
• 2.3.2 氣相空間惰化計算25
• 2.4 某軍機(jī)多艙油箱洗滌惰化計算方法25-28
• 2.4.1 某軍機(jī)多艙油箱的計算模型26
• 2.4.2 油箱內(nèi)進(jìn)、出氣口及氣體流動方向確定26-27
• 2.4.3 各艙氧體積分?jǐn)?shù)的計算方法27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 軍機(jī)油箱洗滌惰化的工程計算29-42
• 3.1 工程計算的應(yīng)用程序開發(fā)29-35
• 3.1.1 Delphi 7應(yīng)用及程序設(shè)計思路29
• 3.1.2 主界面設(shè)計及功能29-30
• 3.1.3 單艙油箱洗滌惰化30-32
• 3.1.4 軍機(jī)多艙燃油箱洗滌惰化界面32-35
• 3.2 單艙燃油箱洗滌惰化驗(yàn)證和特性研究35-36
• 3.2.1 單艙燃油箱驗(yàn)證方法35
• 3.2.2 單艙燃油箱洗滌模型驗(yàn)證35-36
• 3.3 單艙燃油箱洗滌惰化的特性研究36-38
• 3.3.1 氣相初始氧濃度對洗滌惰化的影響36-37
• 3.3.2 載油率對洗滌惰化的影響37
• 3.3.3 洗滌效率對洗滌惰化的影響37-38
• 3.4 軍機(jī)多艙燃油箱洗滌惰化的工程計算38-41
• 3.4.1 多艙油箱的洗滌惰化研究38-39
• 3.4.2 洗滌效率對多艙油箱洗滌惰化的影響39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 軍機(jī)燃油箱惰化流場的數(shù)值模擬研究42-56
• 4.1 數(shù)值模擬的基本假設(shè)及幾何模型簡化43
• 4.1.1 基本假設(shè)43
• 4.1.2 幾何模型簡化原則43
• 4.2 燃油惰化的數(shù)學(xué)計算模型43-46
• 4.2.1 基本控制方程44
• 4.2.2 組分質(zhì)量守恒方程44-45
• 4.2.3 湍流模型方程45-46
• 4.3 惰化過程的計算方法46-48
• 4.3.1 數(shù)值離散格式的確定46-47
• 4.3.2 數(shù)值算法的確定47
• 4.3.3 邊界條件的確定47-48
• 4.4 不同飛行階段惰化流場的計算方法48-50
• 4.4.1 壓力隨飛行時間變化規(guī)律48-49
• 4.4.2 氧氣逸出率隨飛行時間變化規(guī)律49
• 4.4.3 油箱液面變化的影響49-50
• 4.5 網(wǎng)格生成50-52
• 4.6 燃油箱惰化過程的數(shù)值模擬52-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 5 某軍機(jī)燃油箱惰化流場的數(shù)值計算56-70
• 5.1 地面惰化仿真計算56-61
• 5.1.1 初始氧濃度對惰化過程的影響56-59
• 5.1.2 載油率對惰化過程的影響59-61
• 5.2 飛行全程惰化計算61-63
• 5.2.1 飛行包線61-62
• 5.2.2 俯沖增壓模式62-63
• 5.3 飛行全程惰化規(guī)律研究63-66
• 5.3.1 飛行包線下的仿真計算63-64
• 5.3.2 飛行包線下油箱內(nèi)氧分布64-66
• 5.4 載油率對惰化全程的影響66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 6 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 全文總結(jié)70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77

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本文編號：866421