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微型超紧凑燃烧室切向进气气膜冷却数值研究
1
作者 李本驰 唐豪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期161-170,共10页
将切向气膜孔冷却结构应用于新一代微型超紧凑燃烧室壁面,通过分析切向冷却射流在微型超紧凑燃烧室工况下的流动和冷却特性,以及对燃烧室整体性能的影响,以探索切向气膜孔在超紧凑燃烧室壁面冷却上的可行性。采用热流固耦合方法并结合... 将切向气膜孔冷却结构应用于新一代微型超紧凑燃烧室壁面,通过分析切向冷却射流在微型超紧凑燃烧室工况下的流动和冷却特性,以及对燃烧室整体性能的影响,以探索切向气膜孔在超紧凑燃烧室壁面冷却上的可行性。采用热流固耦合方法并结合燃烧工况,进行了不同倾角和不同顺逆排布气膜孔的相关数值模拟研究。模拟结果显示,切向气膜孔表现出优异的冷却性能,后排绝热气膜冷却效率均超过82%。主流中的反向涡旋对与冷却射流的掺混燃烧是导致前排位置绝热气膜冷却效率低和分布均匀性差的主要原因。射流倾角对气膜冷却性能的影响较大,倾角越小,全覆盖气膜形成速度越快,绝热气膜冷却效率越高。当倾角从60°减小到30°时,形成全覆盖气膜所需的排数减少约4排,后排的绝热气膜冷却效率从82.8%增加到94.5%。引入气膜孔会对燃烧室内的流动产生影响,气膜孔的引入改善了出口截面高温气体贴近燃烧室壁面的问题,但对燃烧室出口温度分布均匀性改善作用不明显。 展开更多
关键词 微型涡喷发动机 超紧凑燃烧室 切向射流 冷却效率 燃烧室性能
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双凹腔超紧凑型涡轮级间燃烧室数值模拟 被引量:1
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作者 骆广琦 曾剑臣 +2 位作者 孟龙 吴涛 胡砷纛 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期89-93,共5页
为了提高超紧凑型涡轮级间燃烧室在航空发动机的应用范围,文中在常规超紧凑燃烧室上引入驻涡燃烧,提出了一种双凹腔燃烧室。利用CFD技术对双凹腔燃烧室的三维两相流场和燃烧进行了数值模拟。结果表明:总压损失低至2.81%,燃烧室效率高达9... 为了提高超紧凑型涡轮级间燃烧室在航空发动机的应用范围,文中在常规超紧凑燃烧室上引入驻涡燃烧,提出了一种双凹腔燃烧室。利用CFD技术对双凹腔燃烧室的三维两相流场和燃烧进行了数值模拟。结果表明:总压损失低至2.81%,燃烧室效率高达99.7%,气体温度提高685.7 K;出口径向温度随无量纲高度呈线性分布。与常规超紧凑燃烧室相比,双凹腔驻涡燃烧室具有更高的燃烧效率、出口温度和更低的总压损失。 展开更多
关键词 驻涡燃烧 超紧凑 涡轮级间燃烧 数值模拟
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超紧凑燃烧室的超重力旋转流动特性 被引量:1
3
作者 杨阳 王力军 《沈阳航空航天大学学报》 2014年第5期17-22,共6页
航空燃气轮机超紧凑燃烧室所产生的超重力旋转流能极大强化传热传质和燃烧化学反应速率,而超重力旋转流特性对强化热质传递过程和燃烧稳定性有重要影响。以试验室UCC燃烧室的设计模型为研究对象,用Realizable k-ε湍流模型模拟高速旋转... 航空燃气轮机超紧凑燃烧室所产生的超重力旋转流能极大强化传热传质和燃烧化学反应速率,而超重力旋转流特性对强化热质传递过程和燃烧稳定性有重要影响。以试验室UCC燃烧室的设计模型为研究对象,用Realizable k-ε湍流模型模拟高速旋转湍流。改变周向布置的二次空气射流条件,采用数值仿真研究了超紧凑型燃烧室旋转流动的流速分布、超重力效应、湍流动能局部突变效应、轴向加速效应、和速度径向迁移效应等气动性能和雾化燃油颗粒行为。二次射流对UCC凹腔内涡轮间通道内的气动性能影响较大,但不在同工况下有各自的相似性。二次射流对涡轮间径向速度影响不大。燃油液雾散布具有环带形的斜向高斯分布特性。研究结果与相关试验有相同规律,对UCC燃烧室的设计分析和应用有参考价值。 展开更多
关键词 燃气轮机 超紧凑燃烧室 数值研究 重力 流动特性
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涡轮叶片径向槽轴向长度对超紧凑燃烧室性能的影响
4
作者 王力军 周辉 江金涛 《航空发动机》 2016年第6期55-60,共6页
为探究涡轮叶片径向槽轴向长度对超紧凑燃烧室性能的影响,对3种不同轴向长度的径向槽分别在2种当量比条件下,用FLUENT软件对超紧凑燃烧室内流动及燃烧进行了数值模拟。结果表明:随着径向槽轴向长度的减小,燃烧环内未完全燃烧的微小燃油... 为探究涡轮叶片径向槽轴向长度对超紧凑燃烧室性能的影响,对3种不同轴向长度的径向槽分别在2种当量比条件下,用FLUENT软件对超紧凑燃烧室内流动及燃烧进行了数值模拟。结果表明:随着径向槽轴向长度的减小,燃烧环内未完全燃烧的微小燃油颗粒和燃气沿着槽的径向迁移量也减少,从而使燃油颗粒和燃油蒸气在燃烧环内的驻留时间增加;当叶片径向槽的轴向长度与燃烧环轴向长度之比等于0.75且燃烧环当量比为0.81时,燃烧室的燃烧性能较好。这对超紧凑燃烧室的优化设计有重要的参考价值。 展开更多
关键词 超紧凑燃烧室 涡轮叶片 径向槽 燃烧性能 数值模拟 航空发动机
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超紧凑型苹果杂种苗预选研究初报
5
作者 曹晓玲 付润民 税守岐 《陕西农业科学》 北大核心 1996年第5期17-18,共2页
利用紧凑型品种威赛克与乔化或短枝型优质品种杂交。根据实生苗的生长习性和生理状态对杂支亲本及初选出的200个4年生超紧凑型杂种单系测试分析表明,树形较矮、冠径较小、萌芽率高、中短枝比率大、成枝长度小、新梢尖削度大、栅栏... 利用紧凑型品种威赛克与乔化或短枝型优质品种杂交。根据实生苗的生长习性和生理状态对杂支亲本及初选出的200个4年生超紧凑型杂种单系测试分析表明,树形较矮、冠径较小、萌芽率高、中短枝比率大、成枝长度小、新梢尖削度大、栅栏组织和海绵组织较厚为超紧凑型苹果杂种苗预选的有效指标。 展开更多
关键词 苹果 超紧凑型苹果 杂种苗 预选
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超紧凑燃烧室燃烧组织方式影响燃烧性能的数值研究
6
作者 杨阳 王力军 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第2期1-6,共6页
以试验室的超紧凑燃烧室设计模型为研究对象,用Realizable k-ε湍流模型模拟高速旋转湍流,用非预混燃烧的混合分数/PDF模型模拟燃烧反应。通过超紧凑型燃烧室在贫油燃烧、化学当量比燃烧和富油燃烧等不同燃烧组织方式下的燃烧温场、出... 以试验室的超紧凑燃烧室设计模型为研究对象,用Realizable k-ε湍流模型模拟高速旋转湍流,用非预混燃烧的混合分数/PDF模型模拟燃烧反应。通过超紧凑型燃烧室在贫油燃烧、化学当量比燃烧和富油燃烧等不同燃烧组织方式下的燃烧温场、出口温度场品质、燃烧效率以及污染物排放等燃烧性能的对比分析,研究了不同的燃烧组织方式对超紧凑燃烧室的燃烧性能影响。贫油燃烧组织方式对环形凹腔内燃烧影响较大,对于当量比增大的富油燃烧组织方式,火焰在凹腔底部连通,并通过叶片径向斜槽与一次空气流混合并实现完全燃烧;贫油燃烧方式的燃烧效率、出口温度品质和污染物排放等燃烧性能较好。计算结果与他人试验结果在燃烧室中央区域符合较好,对UCC燃烧室设计具有参考价值。 展开更多
关键词 超紧凑燃烧室 贫油燃烧 富油燃烧 燃烧性能 数值研究
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双视场像旋转无热化超紧凑的红外无焦镜头 被引量:2
7
作者 廖小军 段媛 +2 位作者 贺祥清 张灏烨 郑永超 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1046-1053,共8页
受孔径边缘光线像差的限制,折射式红外镜头较难在紧凑的外形尺寸下兼顾大口径、双视场、像旋转和无热化。在进一步给定大入瞳距和总长度等约束下,本文依据高斯光学和无热化理论确定镜头的初始结构数据,采用结构等性能方法改进设计和优... 受孔径边缘光线像差的限制,折射式红外镜头较难在紧凑的外形尺寸下兼顾大口径、双视场、像旋转和无热化。在进一步给定大入瞳距和总长度等约束下,本文依据高斯光学和无热化理论确定镜头的初始结构数据,采用结构等性能方法改进设计和优化过程。为提高镜头的紧凑性,采取视场横向切换、远摄物镜轴向压缩、非球面校正高阶像差、材料搭配与主动调焦相结合实现无热化等措施。设计了窄视场入瞳直径160 mm、长度仅345 mm的长波红外无焦镜头,在-40℃^+60℃范围内MTF和能量集中度接近衍射限,畸变<3%,满足前视红外成像和搜索跟踪系统远距离探测和测角的使用需求。对装调要点进行了简要讨论。该镜头具有较好的可生产性,验证了本文方法的实用性。 展开更多
关键词 红外 大口径 双视场 像旋转 无焦 无热化 超紧凑 等性能
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棘轮型超紧凑燃烧室全覆盖气膜冷却性能
8
作者 王子硕 唐豪 刘禹 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期29-39,共11页
针对新一代棘轮型超紧凑燃烧室壁面的高温问题,对全覆盖气膜冷却的方式进行了研究。在对KJ-66微型涡喷发动机实验与模拟的基础上,将原燃烧室替换为缩放优化后的棘轮型超紧凑燃烧室。在实际燃烧工况下,对突扩段斜坡和二次补燃区内环上的... 针对新一代棘轮型超紧凑燃烧室壁面的高温问题,对全覆盖气膜冷却的方式进行了研究。在对KJ-66微型涡喷发动机实验与模拟的基础上,将原燃烧室替换为缩放优化后的棘轮型超紧凑燃烧室。在实际燃烧工况下,对突扩段斜坡和二次补燃区内环上的高温壁面进行全覆盖冷却研究,比较了不同排布方式、孔倾角和扩张型气膜孔对气膜冷却效果的影响。结果表明:突扩段斜坡上圆柱型气膜孔的气膜覆盖性不理想,综合气膜冷却效果欠佳,并且不同排布方式与孔倾角对气膜冷却效果的影响不大;扩张型气膜孔对斜坡的气膜贴壁性和冷却效果都有很大的改善,在45°孔倾角,出口直径0.6 mm的扩张孔模型中,由吹离高温火焰面与气膜叠加覆盖产生的综合冷却效果达到最优;在主流高离心力场的影响下,吹风比较大时二次补燃区下游也能获得较好的气膜贴壁效果;排布方式对二次补燃区气膜冷却效果的影响比孔倾角更明显。在实际燃烧工况下全覆盖气膜冷却对棘轮型超紧凑燃烧室壁面有很好的冷却作用,扩张型气膜孔能有效改善气膜冷却效果。 展开更多
关键词 微型涡喷发动机 超紧凑燃烧室 全覆盖气膜冷却 扩张型气膜孔 冷却效率
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节流盘对超紧凑燃烧室性能影响的数值研究
9
作者 孙明山 张鑫 +1 位作者 唐豪 刘禹 《航空发动机》 北大核心 2018年第2期9-14,共6页
为进一步理解节流盘对主次流轴向进气超紧凑燃烧室性能的影响,基于Cot t le超紧凑燃烧室原型结构,采用计算流体力学的方法探究了燃烧环内旋流涡流燃烧的组织原理以及节流盘对旋流涡流燃烧特性及出口温度特性的影响。结果表明:节流盘可... 为进一步理解节流盘对主次流轴向进气超紧凑燃烧室性能的影响,基于Cot t le超紧凑燃烧室原型结构,采用计算流体力学的方法探究了燃烧环内旋流涡流燃烧的组织原理以及节流盘对旋流涡流燃烧特性及出口温度特性的影响。结果表明:节流盘可提高燃烧环内混气的离心加速度,加快火焰传播速度;节流效应导致的低压区可增大高温燃气径向迁移速度,增强高温燃气与核心流的掺混,改善燃烧室出口温度分布特性;燃烧环内存在涡流燃烧,节流盘可扩展燃烧涡的尺寸,提高火焰稳定性。 展开更多
关键词 超紧凑燃烧室 主次流轴向进气 节流盘 旋流涡流 复合导向叶片
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新型超紧凑双级离心一体化压气机概念设计技术研究 被引量:1
10
作者 黄生勤 谢宁军 +1 位作者 安志强 查小晖 《航空科学技术》 2018年第12期67-72,共6页
在常规双级离心压气机的基础上,提出了双级离心一体化压气机设计概念,可在不增加叶轮出口切线速度的前提下,用单个一体化离心叶轮实现双级离心压气机的增压比。对某原型双级离心压气机开展离心压气机一体化设计结果表明,重量(质量)可减... 在常规双级离心压气机的基础上,提出了双级离心一体化压气机设计概念,可在不增加叶轮出口切线速度的前提下,用单个一体化离心叶轮实现双级离心压气机的增压比。对某原型双级离心压气机开展离心压气机一体化设计结果表明,重量(质量)可减少19%,设计点除效率略有降低之外,堵点流量与喘点压比与原型基本一致,同时缩短了转子系统27%的轴向长度,可显著改善转子动力特性,降低制造成本,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 双级离心压气机 一体化离心叶轮 超紧凑 概念设计
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当量比对涡轮叶间燃烧性能影响的数值模拟 被引量:8
11
作者 李明 唐豪 +1 位作者 莫妲 张超 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期161-168,共8页
为探究涡轮叶间燃烧性能,设计了4种不同当量比的工况,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟.结果表明:燃烧室能在广泛的当量比(2.59~0.81)下保持性能稳定,... 为探究涡轮叶间燃烧性能,设计了4种不同当量比的工况,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟.结果表明:燃烧室能在广泛的当量比(2.59~0.81)下保持性能稳定,燃烧效率保持在96%以上、总压损失低于2.4%,气体温度提高650,K左右;降低当量比,能够提高燃烧效率,降低CO、UHC、NOx等污染物排放,改善温度分布,但会造成更大的总压损失;最优当量比等于1.00,此时燃烧效率在99.95%以上,总压损失相对低(1.5%),出口径向温度呈抛物线型分布,最适合燃烧室设计.与文献对比发现,选取的工况合理,其结果对涡轮叶间燃烧室设计具有参考价值. 展开更多
关键词 燃气轮机 气液两相燃烧 超紧凑燃烧 涡轮叶间燃烧 当量比 数值模拟
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带TIB的涡扇发动机性能研究 被引量:11
12
作者 程本林 唐豪 +1 位作者 徐夏 李校培 《航空发动机》 2010年第6期19-22,31,共5页
基于双轴混合排气涡扇发动机热力学模型,采用气动热力循环参数分析方法,计算分析了带有涡轮通道内燃烧室(TIB)涡扇发动机设计点的热力性能,研究比较了TIB对发动机高度特性、速度特性以及转速特性的影响。计算结果表明,采用TIB方法,虽然... 基于双轴混合排气涡扇发动机热力学模型,采用气动热力循环参数分析方法,计算分析了带有涡轮通道内燃烧室(TIB)涡扇发动机设计点的热力性能,研究比较了TIB对发动机高度特性、速度特性以及转速特性的影响。计算结果表明,采用TIB方法,虽然耗油率(TSFC)有一定增大,但发动机单位推力(ST)明显增大,发动机性能得到改善。 展开更多
关键词 涡轮风扇发动机 涡轮通道内燃烧室 超紧凑燃烧 单位推力 耗油率
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带不同凹腔结构涡轮间燃烧室数值模拟 被引量:7
13
作者 莫妲 唐豪 +1 位作者 李明 郑海飞 《航空发动机》 2012年第1期33-36,40,共5页
为了提高航空燃气涡轮发动机的推进效率和满足低排放的要求,提出了1种基于涡轮内补燃增推循环的超紧凑燃烧室──涡轮间燃烧室。建立了3种带不同轴向凹腔(AC)结构的TIB模型,比较了3种模型的流动性能和燃烧性能。计算结果表明:TIB的燃烧... 为了提高航空燃气涡轮发动机的推进效率和满足低排放的要求,提出了1种基于涡轮内补燃增推循环的超紧凑燃烧室──涡轮间燃烧室。建立了3种带不同轴向凹腔(AC)结构的TIB模型,比较了3种模型的流动性能和燃烧性能。计算结果表明:TIB的燃烧效率高达99.3%,AC结构的改变对燃烧效率影响较小,但对温度场分布影响较大。 展开更多
关键词 涡轮间燃烧室 超紧凑燃烧室 数值模拟 凹腔结构 温度分布 燃烧性能
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二次气射流角对涡轮叶间燃烧室的影响研究 被引量:6
14
作者 莫妲 唐豪 +2 位作者 李明 张超 郑海飞 《航空发动机》 2012年第5期18-21,50,共5页
为研究二次气射流角对涡轮叶间燃烧室的影响,设计了3种带有不同二次气射流角的涡轮叶间燃烧室模型,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动和燃烧进行数值模拟。结果表明:涡轮叶... 为研究二次气射流角对涡轮叶间燃烧室的影响,设计了3种带有不同二次气射流角的涡轮叶间燃烧室模型,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动和燃烧进行数值模拟。结果表明:涡轮叶间燃烧室具有高效率(99.2%)的特点,增大二次气射流角可使切向动量分量增加、油滴蒸发变慢、出口温度场分布不均匀、总压损失增加。 展开更多
关键词 涡轮级间燃烧室 超紧凑燃烧 涡轮内燃烧 二次气射流角 燃气涡轮发动机 燃烧性能
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1种涡轮叶间补燃室的数值研究
15
作者 李明 唐豪 +1 位作者 高大鹏 莫妲 《航空发动机》 2012年第6期24-28,62,共6页
为提高燃气涡轮发动机性能,将UCC技术应用在低压涡轮导向器上,建立低压涡轮导向叶片补燃室(Turbine Inter-vane Burners,TIB)模型。通过改变燃烧室结构,设计了3种涡轮叶间补燃室模型,利用计算流体力学软件FLUENT对燃烧室的流动及燃烧进... 为提高燃气涡轮发动机性能,将UCC技术应用在低压涡轮导向器上,建立低压涡轮导向叶片补燃室(Turbine Inter-vane Burners,TIB)模型。通过改变燃烧室结构,设计了3种涡轮叶间补燃室模型,利用计算流体力学软件FLUENT对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟,采用CFD的方法,分析燃烧室的燃烧和流动特性。结果表明:3种结构的涡轮叶间补燃室均提高了燃烧效率,选择的数学模型合理、计算方法可行,其结果可为涡轮叶间补燃室设计提供参考。 展开更多
关键词 涡轮叶间燃烧 超紧凑燃烧 数值模拟 燃气涡轮发动机
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激光等离子体尾波加速器的发展和展望 被引量:10
16
作者 陈民 刘峰 +4 位作者 李博原 翁苏明 陈黎明 盛政明 张杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3-13,共11页
超强激光在气体等离子体中传输时可以激发出大振幅的电子等离子体尾波。激光等离子体尾波加速器是利用该尾波对带电粒子(特别是电子和正电子)进行加速的一种新型装置。由于其加速梯度相较于现有的常规加速器可以提升1000倍,为建造超紧... 超强激光在气体等离子体中传输时可以激发出大振幅的电子等离子体尾波。激光等离子体尾波加速器是利用该尾波对带电粒子(特别是电子和正电子)进行加速的一种新型装置。由于其加速梯度相较于现有的常规加速器可以提升1000倍,为建造超紧凑型的加速器和辐射源奠定了基础,也为将来建造基于等离子体的超高能正负电子对撞机和自由电子激光装置提供了可能。对该新型加速器的原理、特点、发展历程,尤其是近十年来的主要进展和未来发展趋势及面临的主要挑战进行简要梳理和介绍。 展开更多
关键词 激光等离子体 激光加速 激光等离子体尾波 超紧凑型加速器 新型辐射源
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射流角度对M-TIB燃烧性能影响分析
17
作者 张鑫 唐豪 《航空发动机》 2016年第2期17-21,共5页
为了研究主燃(MB)-涡轮叶间补燃(TIB)一体化燃烧室(M-TIB)中燃烧环二次射流角度对燃烧性能的影响,设计了3种燃烧环二次射流角度组合分别为40°&40°,45°&55°以及50°&50°的M-TIB模型。利用FLUEN... 为了研究主燃(MB)-涡轮叶间补燃(TIB)一体化燃烧室(M-TIB)中燃烧环二次射流角度对燃烧性能的影响,设计了3种燃烧环二次射流角度组合分别为40°&40°,45°&55°以及50°&50°的M-TIB模型。利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型和离散相模型对M-TIB的流动和燃烧进行数值模拟。研究结果表明:适当增大燃烧环二次射流角度,可以强化M-TIB内部气流的掺混,改善速度分布,提高出口速度,减少污染物排放。 展开更多
关键词 主燃-涡轮叶间一体化燃烧室 超紧凑燃烧 燃烧环 射流角度 燃烧特性 航空发动机
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TBCC旋流燃烧涡扇模态下的流动特性研究 被引量:1
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作者 翟文辉 范育新 +1 位作者 陶华 陈玉乾 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期130-139,共10页
为减小整流段和钝体造成的损失,针对涡轮基组合循环发动机(TBCC)燃烧室,基于离心力燃烧加速火焰传播的机理,通过数值模拟方法研究了不同旋流进口位置、旋流角度及其组合方式下的流场特征,以及不同燃油喷射粒径在离心力场下的油雾场分布... 为减小整流段和钝体造成的损失,针对涡轮基组合循环发动机(TBCC)燃烧室,基于离心力燃烧加速火焰传播的机理,通过数值模拟方法研究了不同旋流进口位置、旋流角度及其组合方式下的流场特征,以及不同燃油喷射粒径在离心力场下的油雾场分布特性。研究发现:相比于单一位置的旋流进口及旋流角度,利用不同旋流位置及不同旋流角度的组合方式,总压损失虽然有所增大,但切向速度衰减较快;对于不同的燃油喷射粒径,70μm粒径的油珠相比于50μm的受到的离心力较大,所需掺混距离缩短,其油雾分布特性更符合燃烧室温度分布要求。 展开更多
关键词 涡轮基组合循环发动机 涡扇模态 旋流 超紧凑 离心力燃烧
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