燃烧室突扩扩压器的几何参数敏感性研究

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作者 闫玥 索建秦 吴艳辉 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第1期13-23,共11页

针对燃烧室突扩扩压器的性能和流动特性开展试验和数值模拟研究,探究不同结构参数对燃烧室突扩扩压器的影响。结果表明:不同单一结构参数对性能和流场的影响规律不同,当前置扩压器扩张角从1.2°增大到18°时,扩压器的总压损失... 针对燃烧室突扩扩压器的性能和流动特性开展试验和数值模拟研究,探究不同结构参数对燃烧室突扩扩压器的影响。结果表明:不同单一结构参数对性能和流场的影响规律不同,当前置扩压器扩张角从1.2°增大到18°时,扩压器的总压损失系数在3个工况下分别降低了35.71%,34.97%和37.26%。当前置扩压器倾斜角从0°增大到30°时,扩压器的总压损失系数在3个工况下分别增大了48.57%,50.79%和49.43%。当相对突扩间隙比从1变化到3时,扩压器的总压损失先减小后增大;不同工况下前置扩压器扩张角对突扩扩压器的性能影响都较大,二阶项前置扩压器扩张角和前置扩压器倾斜角之间的耦合作用对扩压器影响较大。 展开更多

关键词 燃气轮机燃烧室 扩压器 性能 流动特性 突扩扩压器 参数敏感性

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突扩燃烧室低频燃烧不稳定控制方法 被引量：3

2

作者 秦飞 何国强 刘佩进 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期59-64,共6页

为实现对突扩燃烧室低频燃烧不稳定的高效控制,采用实验手段和数值模拟开展了低频燃烧不稳定的控制方法研究。开展了燃料脉冲喷射开环主动控制实验研究,发现燃料脉冲喷射所形成的周期性放热是抑制压强振动的主要原因。这种周期性放热与... 为实现对突扩燃烧室低频燃烧不稳定的高效控制,采用实验手段和数值模拟开展了低频燃烧不稳定的控制方法研究。开展了燃料脉冲喷射开环主动控制实验研究,发现燃料脉冲喷射所形成的周期性放热是抑制压强振动的主要原因。这种周期性放热与压强振动反相时会明显削弱压强振荡幅度,所以喷射相位角是影响控制效果的主要因素。对空气喷射控制方式进行了大涡模拟,这种方式能够比较有效地干扰突扩面上大尺度旋涡的形成,起到较好的抑制效果。对燃烧室突扩构型进行改进,开展了被动控制的数值模拟,通过采用台阶突扩面的被动控制方式指出了破坏大尺度旋涡的形成和切断振动能量的正反馈机制是实现燃烧不稳定被动控制的主要途径。 展开更多

关键词 突扩燃烧室 低频燃烧不稳定 大涡模拟 实验 燃烧控制

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突扩燃烧室低频燃烧不稳定形成机理分析 被引量：2

3

作者 秦飞 何国强 刘佩进 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期523-528,共6页

突扩燃烧室在一定的工作条件下会出现燃烧不稳定现象。采用实验和数值模拟的方法对突扩燃烧室形成低频燃烧不稳定的机理进行了研究。通过实验研究发现突扩燃烧室压强振动过程中纵向振型占主导地位,但其振动频率并不与声学频率一致。建... 突扩燃烧室在一定的工作条件下会出现燃烧不稳定现象。采用实验和数值模拟的方法对突扩燃烧室形成低频燃烧不稳定的机理进行了研究。通过实验研究发现突扩燃烧室压强振动过程中纵向振型占主导地位,但其振动频率并不与声学频率一致。建立了适合分析燃烧不稳定的多步化学反应动力学与大涡模拟耦合的数值分析方法,对实验发动机开展了非稳态数值模拟,获得了低频燃烧不稳定形成演化的详细过程和流场结构。实验和数值计算表明突扩截面形成的旋涡脱落,以及旋涡在燃烧室内的运动过程中引起燃烧面积、局部当量比和热释放率的脉动是激发低频压强振动的主要原因。压强振动引起上游速度脉动,进而形成旋涡脱落。大尺度旋涡在燃烧室内的运动又会引起热释放率的大幅度脉动,反过来又会促进压强振动。振动频率是由压强波和旋涡运动特征时间共同决定的。 展开更多

关键词 低频燃烧不稳定 突扩燃烧室 大涡模拟 实验 冲压发动机

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突扩燃烧室低频燃烧不稳定主动控制的大涡模拟仿真(英文) 被引量：2

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作者 万少文 何国强 石磊 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期32-37,共6页

采用大涡模拟结合多步化学反应模型开展了突扩燃烧室低频燃烧不稳定的主动开环控制方法研究。针对突扩面形成的大尺度旋涡脱落和运动是形成低频燃烧不稳定的主要原因,提出了在突扩截面上放置窄缝进行小流量空气喷射和燃气吸出的方法进... 采用大涡模拟结合多步化学反应模型开展了突扩燃烧室低频燃烧不稳定的主动开环控制方法研究。针对突扩面形成的大尺度旋涡脱落和运动是形成低频燃烧不稳定的主要原因,提出了在突扩截面上放置窄缝进行小流量空气喷射和燃气吸出的方法进行燃烧不稳定的开环主动控制。通过大涡模拟仿真表明,这两种方式都能够比较有效地干扰突扩面上大尺度旋涡的形成和破坏振动能量的正反馈,起到较好的抑制效果,压强振动幅值分别下降了48%和54%。 展开更多

关键词 低频燃烧不稳定 突扩燃烧室 大涡模拟 燃烧控制

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新型沙丘形突扩燃烧室三维冷态背风角度研究 被引量：1

5

作者 李凯 曾卓雄 徐义华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期99-102,130,共5页

常出现于沙漠的沙丘引起的流场具有较好的稳定性和较小的阻力,为能够获得较小的总压损失以及稳定的驻涡区,文中在常规突扩燃烧室的基础上提出了一种新型的沙丘形燃烧室。采用Realizable k-ε湍流模型和二阶差分格式对该燃烧室内部流场... 常出现于沙漠的沙丘引起的流场具有较好的稳定性和较小的阻力,为能够获得较小的总压损失以及稳定的驻涡区,文中在常规突扩燃烧室的基础上提出了一种新型的沙丘形燃烧室。采用Realizable k-ε湍流模型和二阶差分格式对该燃烧室内部流场进行了数值模拟,分析了在自然条件迎风角度和突扩比一定的条件下,不同背风角度对该燃烧器内冷态流场的影响。结果表明:存在一个最优的背风角度,使得总压损失较小而且内部驻涡稳定。研究结果对沙丘形燃烧器的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 沙丘形突扩燃烧室 背风角度 冷态流场

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新型沙丘形突扩燃烧室三维冷态迎风角度研究 被引量：1

6

作者 李凯 曾卓雄 徐义华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期101-104,113,共5页

对沙丘形突扩燃烧室而言,适当的迎风角度能够保证沙丘的低阻特性并得到稳定的回流区。文中采用Realizable k-ε湍流模型和二阶差分格式对该燃烧室内部流场进行了数值模拟,详细分析了冷态条件下,当突扩比和背风角度一定时,不同迎风角度（... 对沙丘形突扩燃烧室而言,适当的迎风角度能够保证沙丘的低阻特性并得到稳定的回流区。文中采用Realizable k-ε湍流模型和二阶差分格式对该燃烧室内部流场进行了数值模拟,详细分析了冷态条件下,当突扩比和背风角度一定时,不同迎风角度（0~70°）下沙丘突扩燃烧室内的流动特性,并总结了迎风角度对流场的影响规律,结果表明：迎风角度40°时,燃烧室总压损失小、回流区流动稳定且形状均匀饱满,燃烧室综合性能达到最优。 展开更多

关键词 沙丘形突扩燃烧室 迎风角度 冷态流场

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整体式液体冲压发动机分流方案燃烧室试验研究 被引量：2

7

作者 邱新宇 宫本泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第5期18-24,共7页

文中介绍了一种基于现有研究成果设计的突扩燃烧室。在这种燃烧室中,主突扩截面的气流速度降低,但是主突扩比没有改变。在直连式试车台上对该方案进行了试验,使用的燃料为RP-1普通煤油。初步研究结果表明,该方案在大喷管条件下点火起动... 文中介绍了一种基于现有研究成果设计的突扩燃烧室。在这种燃烧室中,主突扩截面的气流速度降低,但是主突扩比没有改变。在直连式试车台上对该方案进行了试验,使用的燃料为RP-1普通煤油。初步研究结果表明,该方案在大喷管条件下点火起动可靠,燃烧过程比较稳定,燃烧效率高。 展开更多

关键词 冲压发动机 燃烧室 燃烧 稳定性

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突扩燃烧室水流试验研究

8

作者 李昊 于胜春 +2 位作者 赵汝岩 张波 李高春 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期29-33,共5页

对两种类型3种结构的突扩燃烧室分别进行了可视化水流模拟试验。试验结果表明,在剪切层中出现明显的旋涡结构,旋涡的产生、发展、脱落、破碎影响着燃烧室的流动状态;中心突扩燃烧室的流动状态与突扩比密切相关;在两侧突扩燃烧室中,由于... 对两种类型3种结构的突扩燃烧室分别进行了可视化水流模拟试验。试验结果表明,在剪切层中出现明显的旋涡结构,旋涡的产生、发展、脱落、破碎影响着燃烧室的流动状态;中心突扩燃烧室的流动状态与突扩比密切相关;在两侧突扩燃烧室中,由于两股流体的冲撞作用,导致流体周期性摆动,并在两侧卷起相对有规律的涡对,流动具有明显的低频振荡特征。 展开更多

关键词 突扩燃烧室 水流试验 振荡燃烧

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中心突扩燃烧室压强振荡试验研究

9

作者 李昊 于胜春 +2 位作者 杨延强 张勇 殷哲 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期5-9,73,共6页

对两种结构中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的压强振荡问题进行了气体冷流试验。试验结果表明,随入口速度的增大,压强整体脉动幅值也逐渐增大,脉动主频也有增大的趋势,但不是严格随入口速度的增大而增大。在速度比较低的情况下,单... 对两种结构中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的压强振荡问题进行了气体冷流试验。试验结果表明,随入口速度的增大,压强整体脉动幅值也逐渐增大,脉动主频也有增大的趋势,但不是严格随入口速度的增大而增大。在速度比较低的情况下,单一主频的振荡起主要作用,振荡幅值随速度的增大而增大,当振幅增加到一定值时,该主频的振荡趋于饱和,而次频振荡的作用逐渐增大。对于同一入口速度,燃烧室不同位置,压强脉动的幅值不同,进气道流场的压强脉动幅值最大,而回流区流场的压强脉动幅值最小。 展开更多

关键词 中心突扩燃烧室 冷流 压强振荡

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突扩燃烧室低频燃烧不稳定主动控制实验研究

10

作者 秦飞 董飞 +1 位作者 何国强 刘佩进 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期496-501,共6页

采用实验手段,开展了突扩燃烧室低频燃烧不稳定主动控制方法研究。进行了燃料脉冲喷射开环主动控制实验,发现燃料脉冲喷射所形成的周期性放热与压强振动反相时会明显削弱压强振动幅度,喷射相位角和占空比是影响控制效果的重要因素。通... 采用实验手段,开展了突扩燃烧室低频燃烧不稳定主动控制方法研究。进行了燃料脉冲喷射开环主动控制实验,发现燃料脉冲喷射所形成的周期性放热与压强振动反相时会明显削弱压强振动幅度,喷射相位角和占空比是影响控制效果的重要因素。通过调节参数实验,确定了较优的控制参数范围。建立了具有反馈的自适应闭环控制策略,通过实验验证了闭环主动控制是一种能有效抑制突扩燃烧室低频燃烧不稳定的方法。 展开更多

关键词 低频燃烧不稳定 突扩燃烧室 实验 燃烧控制

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中心突扩燃烧室PIV实验研究 被引量：5

11

作者 李昊 林明 +2 位作者 张玉山 沈继奎 陈春德 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期45-49,59,共6页

利用PIV技术对两种不同尺寸的中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的冷态流场进行了实验研究,测量并分析了流场结构与来流速度、突扩比、喷管收缩段等因素的关系。实验结果表明利用PIV技术能较好地获得高速条件下燃烧室二维速度场;对于... 利用PIV技术对两种不同尺寸的中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的冷态流场进行了实验研究,测量并分析了流场结构与来流速度、突扩比、喷管收缩段等因素的关系。实验结果表明利用PIV技术能较好地获得高速条件下燃烧室二维速度场;对于不同突扩比的燃烧室,突扩面后的流场结构类似,但回流区的最大负速度与入口速度的比例关系不同;在喷管入口处,流场在此处重新形成旋涡,其直径较大,但强度相对较弱。 展开更多

关键词 中心突扩燃烧室 PIV 实验

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旋流作用下突扩燃烧室内冷态流场的PIV分析 被引量：6

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作者 樊艳娜 毕明树 +2 位作者 周一卉 赵晓敏 沙嵬 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期21-27,共7页

旋流作用下突扩燃烧室内流场特性的研究对保证燃烧室的正常工作具有重要的意义。利用PIV技术对燃烧室内冷态流场的结构进行了实验诊断与分析,获得了不同实验条件下燃烧室内的速度场、回流区分布和流场内涡的变化规律。研究表明,当入口... 旋流作用下突扩燃烧室内流场特性的研究对保证燃烧室的正常工作具有重要的意义。利用PIV技术对燃烧室内冷态流场的结构进行了实验诊断与分析,获得了不同实验条件下燃烧室内的速度场、回流区分布和流场内涡的变化规律。研究表明,当入口空气压力变化时,燃烧室内冷态流场可以保持稳定结构,均包含角回流区、中心回流区及剪切层结构。沿燃烧室轴向方向,中心回流区的宽度先增大再减小。随着入口压力的提高,燃烧室内冷态流场的回流区宽度及回流区长度缩短,最大回流速度增大,回流区中心位置向入口移动。同时,在燃烧室冷态流场中会出现由旋流作用引发的涡旋进动现象。 展开更多

关键词 旋流突扩燃烧室 冷态流场 PIV 回流区 涡旋进动

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一种新型布局方式的冲压发动机燃烧室 被引量：1

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作者 张钊 宋文艳 郑旭阳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期157-167,共11页

针对冲压发动机,在旁侧进气突扩燃烧室的基础上,结合凹腔火焰稳定器的特点,设计了一种新型布局的旁侧进气突扩凹腔燃烧室。采用三维两相数值计算方法,研究了凹腔位置、后壁倾角和长深比对燃烧室流场和性能的影响;针对所设计的旁侧进气... 针对冲压发动机,在旁侧进气突扩燃烧室的基础上,结合凹腔火焰稳定器的特点,设计了一种新型布局的旁侧进气突扩凹腔燃烧室。采用三维两相数值计算方法,研究了凹腔位置、后壁倾角和长深比对燃烧室流场和性能的影响;针对所设计的旁侧进气突扩燃烧室和旁侧进气突扩凹腔燃烧室进行了设计点和非设计点的计算,给出了燃烧室性能参数,同时对燃烧室的马赫数、静温、静压、CO_(2)质量分数和涡结构分布等进行了对比分析。研究表明:合理设计的凹腔火焰稳定器能够有效应用于旁侧进气的冲压发动机燃烧室,有利于提高燃烧室的性能,验证了凹腔火焰稳定器与旁侧进气方式的冲压发动机燃烧室结合的可行性。 展开更多

关键词 冲压发动机 旁侧进气突扩凹腔燃烧室 新型布局 涡结构 性能

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