水反應(yīng)金屬燃料具有能量高、比沖大等特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于水下超高速推進(jìn)系統(tǒng)中。金屬燃料水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、綠色環(huán)保,是世界各軍事強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)相研究的重點(diǎn)。本文將利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent,對(duì)以鋁粉為主要燃料、霧化水滴為氧化劑的水反應(yīng)金屬燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),在不同燃料注入形式及不同航行狀態(tài)下的工作過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。本文首先對(duì)金屬燃料水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)二維內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,以驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的合理性。之后,對(duì)不同燃料注入形式下的金屬燃料水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對(duì)不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)流場(chǎng)參數(shù)分布進(jìn)行對(duì)比分析。研究發(fā)現(xiàn),在燃料質(zhì)量流率一定時(shí),燃料注入形式的改變對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力及排氣速度影響較小;采用單噴口注入形式的水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),燃燒室中的高溫區(qū)域主要位于燃燒室一、二次進(jìn)水口之間;采用雙噴口注入形式的水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),燃燒室中的高溫區(qū)域集中在發(fā)動(dòng)機(jī)前端。其次,對(duì)連接拉瓦爾噴管的水反應(yīng)金屬燃料發(fā)動(dòng)機(jī),在不同航行深度、不同航行速度下的三維內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算,分析了內(nèi)流場(chǎng)的壓力、速度、溫度分布,及不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)排氣速度、比沖、推力系數(shù)及特征... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

俄羅斯“暴風(fēng)雪”魚雷

rD 顆粒表面物質(zhì)的消耗速率（kg/s）；粒表面積（2m ）；示顆粒表面物質(zhì) j 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小；率因子（無(wú)維）；示單位面積顆粒表面物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率大�。�2kg/m -s ）；相物質(zhì)的分壓力（Pa）；反應(yīng) r 的擴(kuò)散速率系數(shù)；表示反應(yīng) r 的動(dòng)力學(xué)速率大�。▎挝蛔兓�；應(yīng) r 的顯式級(jí)數(shù)。

第3章 數(shù)值計(jì)算方法有效性驗(yàn)證本章將利用文中使用到的渦耗散概念模型及顆粒表面反應(yīng)模型對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再現(xiàn)，將所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本文計(jì)算方法的有效性。此外，本章還通過(guò)對(duì)比不同網(wǎng)格數(shù)量下的計(jì)算結(jié)果，期望在滿足計(jì)算精度的情況下采用更具經(jīng)濟(jì)性的網(wǎng)格劃分方案。3.1 EDC 模型及多表面反應(yīng)模型驗(yàn)證本節(jié)將使用數(shù)值模擬的方法，對(duì)文獻(xiàn)[51]中的試驗(yàn)水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在不同水燃比下的流場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證 EDC 模型及多表面反應(yīng)模型對(duì)鋁/水燃燒反應(yīng)問(wèn)題的適用性。驗(yàn)證時(shí)所使用的二維水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖如下：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高金屬含量鎂基燃料水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)燃燒機(jī)理研究[D]. 韓超.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
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[3]超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室工作過(guò)程理論和試驗(yàn)研究[D]. 余勇.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004

碩士論文
[1]水反應(yīng)金屬燃料沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)問(wèn)題研究[D]. 劉瑜.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[2]粉末沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)研究[D]. 韓超.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



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